外周丝裂原活化蛋白激酶在蜜蜂毒肽诱致病理性痛中的作用

论文摘要

在过去的10年中,本研究组在Lariviere and Melzack提出蜜蜂毒（Bee venom,BV）模型的基础上进行了更进一步的研究。该模型的特点是可以模拟临床病理性痛的三大表现,包括:1)持续性自发痛,2)原发性热痛敏和机械痛敏,3)继发性痛敏和“镜像痛敏”。同时本研究组还应用在体电生理单细胞胞外记录技术,在蜜蜂毒足底注射侧脊髓背角相应节段诱导出脊髓背角广动力域（wide-dynamic-range,WDR）神经元自发放电反应增强及对注射部位热和机械刺激反应增强现象,其持续时程和反应形式与行为学的结果一致。随后本研究组还对蜜蜂毒成分进行了深入研究,蜜蜂毒是含有二十余种成分的复合物,其主要成分包括:（1）蜜蜂毒肽（Melittin）,是蜜蜂粗毒中最主要（在冻干的粗毒中占50%左右）的物质成分;（2）蜂毒明肽（Apamin）,在冻干的粗毒中仅占2%;（3）其他主要致伤害成分,如磷脂酶A2（12%）、透明脂酸酶（小于3%）、肥大细胞脱颗粒肽（2%）、组胺（1.5%）、Melittin F等。因为已有报道称皮下分别注射磷脂酶A2、透明脂酸酶、肥大细胞脱颗粒肽、组胺和5-HT等化学物质不能引起像蜜蜂毒和福尔马林那样的长时程持续自发缩足反射行为,而且也不能长时程激活外周初级传入C纤维和脊髓背角伤害性神经元持续放电增强,所以推测这些物质不是蜜蜂毒中主要致炎致痛成分。我们还应用行为药理学、在体单细胞胞外记录、离体单细胞全细胞膜片钳记录以及钙成像等技术对蜜蜂毒肽的生物学作用及机制进行深入研究,发现蜜蜂毒肽（Melittin）是蜜蜂毒中主要的致炎致痛化学成分,是蜜蜂毒诱发持续性自发痛、热和机械痛敏以及炎症反应的主要因素。它可以直接敏化外周初级感觉神经元,开放细胞上辣椒素受体的非选择性阳离子通道（transient receptor potential vanilloid 1,TRPV1）,从而介导蜜蜂毒肽诱致的持续性自发痛和热痛敏以及脊髓背角伤害性神经元的功能改变,还可以通过激活磷脂酶A2-脂氧合酶代谢途径并在胞内蛋白激酶A、C的协助下调节TRPV1的开放从而引起皮下注射蜜蜂毒肽后行为学上表现的持续性自发痛和热痛敏等,并且已有人体实验证明蜜蜂毒肽可以引起自发痛和原发性机械痛敏。然而蜜蜂毒肽引起的多种痛相关行为的外周传入机制还未完全清楚地描述。丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-actived protein kinases, MAPKs）作为一类在进化中高度保守的蛋白激酶,参与了细胞内部许多方面的调节,它通过将胞外刺激转化为胞内的转录和翻译后反应,从而将细胞表面的受体同胞内关键的调节目标联系起来,在细胞信号传导通路中发挥关键的作用。在哺乳动物细胞中,有三个MAPK家族成员已经得到比较清楚的描述,即ERK1/2（extracellular signal-regulated kinase 1 and 2）,c-Jun N末端激酶/应激激活的蛋白激酶（JNK/SAPK,c-Jun N-terminal kinase/stress-actived protein kinase）和p38激酶。其中ERK、JNK以及P38丝裂原活化蛋白激酶在蜂毒肽引起的伤害性刺激反应以及痛敏中是否发挥了作用?其ERK、JNK、P38的作用是否一致?当前的研究能否帮我们进一步阐述蜂毒肽引起的多种痛相关行为的外周传入机制?于是我们展开了外周丝裂原活化蛋白激酶在蜜蜂毒肽诱致的病理性痛中作用的相关研究。实验方法主要是在大鼠后足底皮下局部注射蜜蜂毒肽引起的炎症反应部位先后分别注射细胞外信号调节激酶（Extracellular signal-regulated kinase,ERK）抑制剂U0126、c-Jun氨基末端激酶（C-Jun N-terminal kinase,JNK）抑制剂SP600125以及P38丝裂原活化蛋白激酶抑制剂SB239063,通过行为药理学的方法观察它们在蜜蜂毒肽诱致的病理性痛中的作用。结果:（1）在未进行任何处理的大鼠后足皮下注射ERK、JNK、P38抑制剂不能改变大鼠对热反应的潜伏期和对机械刺激的反应阈值,这提示在正常生理状态下,这三个主要外周丝裂原活化蛋白激酶亚家族成员在正常痛感觉传递过程中作用较小。（2）通过前给药方式ERK、JNK及P38抑制剂能明显的抑制蜂毒肽诱发的持续性自发痛的产生,并呈剂量依赖性;通过后给药的方式也能明显的抑制蜂毒肽诱发的持续性自发痛的维持。（3）对于热痛敏,在前给药组中,ERK、JNK、P38抑制剂均能抑制蜂毒肽诱发原发性热痛敏的产生;且在后给药组中于蜂毒肽皮下注射2到3小时后分别在同侧皮下注射ERK、JNK、P38抑制剂也能部分逆转热痛敏,说明这三种蛋白激酶在蜂毒肽诱发原发性热痛敏产生和维持的过程中发挥了作用。（4）对于机械性痛敏,无论是通过前给药方式还是通过后给药方式, ERK与JNK抑制剂对蜂毒肽诱发原发性机械痛敏无抑制作用,说明这两种蛋白激酶并未参与蜂毒肽诱发原发性机械痛敏的产生与维持;而P38丝裂原活化蛋白激酶抑制剂对原发性机械痛敏的产生无抑制作用,对原发性机械痛敏的维持有部分抑制作用。（5）在对侧足底局部注射这三种激酶抑制剂,对注射蜂毒肽一侧足底的持续性自发痛、原发性热和机械痛敏的产生和维持也无影响,这样就排除了这三种抑制剂的系统作用途径。结论:外周丝裂原活化蛋白激酶的活化可能参与蜂毒肽诱发的自发痛以及原发性热痛敏的产生和维持,但是对蜂毒肽诱发的原发性机械痛敏无作用,提示我们在外周机械和热痛敏传递的分离。

论文目录

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