臂丛损伤后脊神经和脊髓中炎性细胞浸润、ERK通路激活和c-Fos表达的实验研究

论文摘要

臂丛神经损伤会引起神经病理痛特别是灼性痛,给患者造成极大的痛苦,现在还无有效的治疗方法。虽然臂丛损伤后,神经断裂造成所支配肌肉的运动障碍和皮肤的感觉功能消失,但一个难以忍受的疼痛患肢,比一个无功能患肢更使病人痛苦,更使临床医师棘手。虽然,对周围神经损伤诱发的神经痛机制的实验研究很多,但几乎都集中于腰、骶部神经,且多用的是脊神经神经干损伤或外周支配皮区的化学性损伤模型,而直接研究臂丛损伤后神经病理痛发生机制的研究罕见。臂丛损伤有其特殊性,特别是臂丛根性撕脱伤不仅有神经传入、传出信息的中断,而且由于神经根的撕脱造成与其相连的脊髓部位的损伤、炎症及渗透压、组织压、组织代谢的破坏,也可能直接影响上位脑结构的下行感觉调控通路的完整性,干扰机体内神经-体液抗痛系统的功能,因此,臂丛神经根性撕脱伤的特殊性在于不仅有周围神经包括交感纤维的损伤,同时还有中枢结构的损伤,复杂因素的叠加可能与顽固性的灼性神经痛的发生有关。但哪一条途径是主要因素,为什么单纯的中枢神经损伤或单纯的周围神经损伤,就没有如此高的发病率,是否存在某一个激发因素是臂丛灼性神经痛发生的关键环节,目前还没有针对性的研究,因而也缺乏有效的治疗方法,给临床选择缓解疼痛的治疗方法带来困难。对此问题进行研究具有重要理论意义和应用价值。臂丛撕脱伤是最近刚建立的一个神经病理痛模型。这种损伤引起了中枢系统中疼痛感觉相关区域的病理可塑性变化。臂丛撕脱伤神经病理痛的典型特点是术后的急性疼痛（臂丛损伤后立即出现）和持续时间很长的慢性神经病理痛,这种慢性神经病理痛甚至会蔓延到离损伤很远的区域,包括损伤的同侧和对侧。诸多研究表明:除神经元和和胶质细胞的结构和功能改变外,炎性细胞和炎性因子在神经病理痛的发展阶段也发挥了重要作用。本研究针对这个问题,首先建立了臂丛撕脱伤的动物模型,然后在这个模型下研究了脊神经根、背根神经节和脊髓中炎性细胞的浸润、ERK通路的激活和,即早基因c-Fos的表达和后脚痛阈变化时程上的关系。初步探讨了这些分子在臂丛撕脱伤引起后脚痛阈变化中的作用.主要结果:1.成功建立了臂丛下干离断和根性撕脱的动物模型,用von Frey方法测定后脚痛阈变化,结果显示:臂丛下干离断和根性撕脱伤都能引起大鼠后脚机械性痛觉增敏,但臂丛下干根性撕脱伤引起的机械性痛敏增高的时间更短,反应更强烈。两种损伤方式的差异显著。2.正常情况下,磷酸化ERK（P-ERK）样免疫反应（-LI）在周围神经的雪旺氏细胞中围绕郎飞氏节呈节段样分布,下干剪断后5h这种分布消失,一直到24h时节状分布才重新出现,3d后节段样分布完全恢复,这种变化可能是损伤造成的急性反应性变化。3.臂丛下干切断伤和撕断伤都可以引起下干中中性粒细胞、淋巴细胞的浸润,雪旺氏细胞中ERK通路的激活和c-Fos的强烈表达。离断后主要集中在断口处,而撕脱伤范围更广,脊神经、背根节和中枢支都有,且背根节中卫星细胞和部分神经元中ERK通路被激活。4.臂丛下干根性撕脱伤后相应节段脊髓背角固有核、后角连合核以及脊髓灰质背角胶状质中的细胞被强烈激活,磷酸化ERK1/2表达增加,3d达到高峰。另外,损伤侧楔束中的细胞也出现P-ERK-LI,持续达30d。结论:本实验结果表明,臂丛撕脱伤引起残留的神经、背根节和脊髓中炎性细胞的浸润和部分神经元、雪旺氏细胞、脊髓中胶质细胞的活化,且脊髓背索胶质细胞和脊髓灰质背角ERK通路也被激活。这些因素可能和灼性痛的产生机制有关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 文献综述
• 第一章 痛觉概述
• 1.1 疼痛的概念和意义
• 1.2 疼痛的产生机制
• 1.3 痛觉调制机制
• 1.3.1 痛觉调制的外周机制
• 1.3.2 感觉的中枢调控机制
• 1.3.3 可塑性改变/中枢敏化-痛觉调制的分子机制
• 第二章 神经病理痛概述
• 2.1 概念
• 2.2 分类
• 2.3 神经病理性疼痛的产生机制
• 2.3.1 神经病理性疼痛的外周机制
• 2.3.2 神经病理性疼痛的中枢机制
• 2.3.3 中枢去抑制作用
• 2.3.4 高位中枢的敏感化
• 第三章 炎性和免疫因子参与神经源性痛
• 3.1 免疫细胞和炎性介质与神经源性痛之间的关系
• 3.1.1 感觉神经元与炎性介质
• 3.1.2 神经源性痛的炎症模型
• 3.1.3 在神经系统自身免疫性疾病中的神经源性痛
• 3.1.4 免疫细胞所释放介质的直接或间接作用
• 3.2 与神经源性痛有关的免疫细胞
• 3.2.1 肥大细胞和中性粒细胞
• 3.2.2 巨噬细胞和淋巴细胞
• 3.2.3 神经胶质细胞和Schwann细胞
• 3.3 与神经源性痛有关的介质
• 3.3.1 细胞因子
• 3.3.2 神经营养因子
• 3.3.3 缓激肽（bradykinin）
• 3.3.4 ATP和腺苷
• 3.3.5 5-HT和类花生酸类物质
• 3.3.6 NO和活性氧簇
• 第四章 erk和神经病理痛
• 4.1 MAPK 信号转导通路
• 4.2 ERK 信号通路与疼痛敏化调控
• 4.2.1 伤害性刺激后 DRG 神经元中 ERK 激活
• 4.2.2 ERK 激活和 DRG 神经元中基因表达
• 4.2.3 ERK 激活和脊髓背角神经元中基因表达
• 4.3 p38MAPK 信号通路与疼痛敏化调控
• 4.3.1 伤害性刺激后 DRG 神经元中p38 激活
• 4.3.2 神经胶质细胞中p38MAPK 激活
• 4.4 C-FOS 与神经病理痛的联系
• 试验研究
• 第五章 臂丛撕脱伤动物模型的建立
• 5.1 理论分析
• 5.2 材料及方法
• 5.2.1 实验材料及手术方法
• 5.2.2 痛阈测量
• 5.2.3 统计学分析
• 5.3 结果
• 5.4 讨论
• 第六章 臂丛下干剪断后下干中 P-ERK 表达的变化
• 6.1 理论分析
• 6.2 实验材料及方法
• 6.2.1 试剂和仪器
• 6.2.2 动物分组及手术方法
• 6.2.3 取材及切片
• 6.2.4 免疫组化染色
• 6.2.5 免疫荧光染色
• 6.3 结果
• 6.4 讨论
• 第七章 臂丛下干剪断和撕脱引起中性粒细胞的浸润，ERK 磷酸化，C-FOS 表达的对比
• 7.1 理论分析
• 7.2 材料与方法
• 7.2.1 仪器:同6.2.1
• 7.2.2 实验动物和手术
• 7.2.3 取材和切片 同6.2.3
• 7.2.4 免疫组织化学方法
• 7.2.5 免疫荧光染色
• 7.2.6 统计分析
• 7.3 结果:
• 7.3.1 中性粒细胞浸润的对比
• 7.3.2 ERK磷酸化的对比
• 7.3.3 C-FOS表达的对比
• 7.4 讨论
• 第八章 臂丛撕脱伤引起脊髓中 ERK 通路的激活
• 8.1 理论分析
• 8.2 材料和方法
• 8.2.1 动物分组及手术方法
• 8.2.2 取材及切片
• 8.2.3 免疫组化染色
• 8.3 结果:
• 8.3.1 臂丛下干撕脱后 ERK 在楔束的激活
• 8.3.2 臂丛下干撕脱后 ERK 在脊髓灰质的激活
• 8.4 讨论
• 8.4.1 ERK 通路在脊髓背索的激活
• 8.4.2 ERK 通路在脊髓后角胶状质的激活
• 8.4.3 ERK 通路在脊髓后角固有核的激活
• 8.4.4 ERK 通路在脊髓灰质后连合核的激活
• 小结
• 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介