趋化因子CCL2易化外周痛信号在脊髓的传递及其机制研究

论文摘要

神经病理性痛（慢性）的产生机制一直是神经科学研究面临的一个挑战。临床上，通过单纯抑制痛信号传递系统神经元的兴奋性，来治疗慢性痛的药物，疗效差、副作用严重。这提示，痛感受器的感受功能和痛信号的传递功能发生了异常改变，但引起这种异常改变的因素和机制还不清楚。近年来，慢性痛研究的一个重要进展清楚地表明，神经炎症反应是慢性痛产生和持续的重要因素。外周神经损伤、炎症或脱髓鞘等病变引起神经炎症反应，形成慢性痛，进而产生了许多促炎性细胞因子。趋化因子及其受体的表达在慢性疼痛的病理生理机制中起重要作用，其中，背根神经节（dorsal root ganglia, DRG）神经元上调表达的趋化因子单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1or CCL2），对外周痛感受器的感受功能具有增强作用，因而被认为是一种新的致痛因子。然而，文献报道和我们最近的工作都提示，CCL2对痛信号调节的主要作用点可能在脊髓水平。这可能是炎性疼痛长时间维持、反复发作的重要原因。因此，本课题在以往研究的基础上，通过研究CCL2对外周痛觉传入纤维中枢末端与脊髓后角胶状质层（substantia gelatinosa, SG）神经元之间兴奋性和抑制性突触传递的直接调节作用、调节机制，以及CCL2对这两类突触传递的影响在慢性痛维持中的作用进行深入的研究，明确DRG神经元上调表达的CCL2能否作为神经调质对来自外周传入的痛信号在脊髓的传递起放大作用，从而成为慢性痛中枢敏感化机制的因素之一。我们的研究不仅为神经炎症反应是慢性痛发生和持续的重要机制的理论提供新的科学依据，也为在脊髓水平干扰CCL2/CCR2信号系统功能、寻找治疗慢性痛的新途径奠定基础。本课题主要工作包括：一、CCL2在脊髓水平对CCD大鼠疼痛行为的易化作用1．行为学实验研究结果表明，鞘内注射CCL2可增强CCD大鼠机械痛觉过敏反应，鞘内注射CCR2阻断剂可以很大程度逆转CCD大鼠机械痛觉过敏反应。二、CCL2增强CCD大鼠痛觉过敏反应的形态学依据1．免疫组织化学的方法显示，CCD大鼠DRG神经元上CCL2表达升高,并与痛觉神经元标记物IB4共表达，脊髓后角CCL2及CCR2表达也均显著升高。2．Western blot技术研究结果表明，CCD大鼠脊髓后角CCR2蛋白表达增加。三、CCL2对CCD大鼠脊髓后角痛信号传递的调节及其机制1.脊髓片全细胞膜片钳记录结果表明，CCD大鼠较正常大鼠脊髓后角胶状质层神经元自发兴奋性突触后电流（spontaneous EPSCs）的频率明显升高。2.脊髓片全细胞膜片钳记录结果表明，CCD大鼠鞘内注射CCR2特异性阻断剂INCB3344可以减弱脊髓后角胶状质层神经元间sEPSCs的频率，对sEPSCs的幅度没有显著影响。3.脊髓片全细胞膜片钳记录结果表明，CCR2阻断剂INCB3344可以减弱CCD大鼠脊髓后角兴奋性突触传递。4.脊髓片全细胞膜片钳记录结果表明，CCL2能增强CCD大鼠脊髓后角胶状质层神经元自发兴奋性突触后电流（spontaneous EPSCs）并减弱自发抑制性突触后电流（spontaneous IPSCs）,进一步研究发现，CCL2的这一作用是通过增强AMPA和NMDA电流并抑制GABA电流实现的。5.脊髓片全细胞膜片钳记录结果表明，CCL2可以增强CCD大鼠脊髓SG神经元兴奋性。综上所述，我们通过研究CCL2/CCR2信号系统对CCD大鼠脊髓后角胶状质层神经元痛觉信号传导的调节作用、调节机制，表明在慢性疼痛中，CCL2/CCR2信号系统通过增强CCD大鼠脊髓胶状质层神经元兴奋性突触传递，减弱抑制性突触传递，增强脊髓后角胶状质层神经元兴奋性，并可直接诱导产生疼痛行为，对来自外周传入的痛信号在脊髓的传递起放大作用，从而成为慢性痛中枢敏感化机制的因素之一，在脊髓水平对慢性疼痛的长时间维持有一定的调节作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词表
• 一、 前言
• 二、 材料与方法
• （一） 实验材料
• 1 主要试剂
• 2 实验仪器设备
• 3 试剂配制
• 4 实验动物
• （二） 实验方法
• 1 动物疼痛模型的建立（即 CCD 模型）
• 2 鞘内置管手术的建立
• 3 动物机械反应行为测试
• 4 蛋白质的提取和 Western blot 技术
• 5 成年大鼠脊髓横切片技术
• 6 成年大鼠脊髓横切片膜片钳记录
• 7 免疫组织化学染色
• 8 统计学处理
• 三、 实验结果
• （一）、CCL2 在脊髓水平易化 CCD 大鼠疼痛行为
• （二）、CCL2 增强 CCD 大鼠痛觉过敏反应的形态学依据
• （三）、CCL2 对 CCD 大鼠脊髓后角痛信号传递的调节及其机制
• 四、 讨论
• （一）、CCL2 在脊髓水平易化 CCD 大鼠疼痛行为
• （二）、CCL2 增强 CCD 大鼠痛觉过敏反应的形态学依据
• （三）、CCL2 对 CCD 大鼠脊髓后角痛信号传递的调节及其机制
• 五、 结论
• 参考文献
• 综述 趋化因子 CCL2 在慢性痛外周及中枢敏感化机制中的作用
• 参考文献
• 发表论文情况
• 致谢