脊髓IL-33及受體ST2在小鼠炎癥痛及電針鎮(zhèn)痛中的作用及機制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、炎癥痛是由多種原因(包括創(chuàng)傷、細菌、病毒感染以及外科手術(shù))導致的外周組織受損所引起的持續(xù)性的疼痛狀態(tài)。作為最常見的病理性疼痛之一,炎癥痛是困擾臨床的一大難題。目前臨床上常用的抗炎鎮(zhèn)痛藥存在著長期服用效果不理想及副作用大的特點。因此,有關(guān)炎癥痛的發(fā)生機制一直是國內(nèi)外的研究熱點,然而其確切機制尚未完全明確。大量臨床實踐和基礎(chǔ)研究表明針刺可以緩解炎癥痛,且副作用小,但機理仍不十分清楚,需要深入研究。
  Interleukin-33(I

2、L-33)是2005年Schmitz等人新發(fā)現(xiàn)的一種炎性細胞因子,基因序列和結(jié)構(gòu)與IL-1家族其他成員IL-1β和IL-18相似。其受體ST2屬于Toll樣受體家族成員。研究表明,IL-33是各種炎癥性疾病的潛在介質(zhì)。有文獻報道,外周IL-33參與炎癥痛。課題組前期預實驗結(jié)果表明,IL-33及受體ST2在正常大鼠脊髓中有表達,且在關(guān)節(jié)炎痛時表達顯著上調(diào),提示脊髓IL-33及受體ST2可能參與炎癥痛。電針可以下調(diào)炎癥痛時脊髓增加的IL-3

3、3水平,提示IL-33可能參與電針緩解炎癥痛過程。
  IL-33與其受體ST2結(jié)合后能夠?qū)е滤铇臃只蜃覯yD88和核因子NF-KB信號途徑的活化,進而導致MAPK通路ERK、p38、JNK的磷酸化。文獻報道及本實驗室前期工作表明,脊髓MAPK通路參與各種病理性疼痛(炎癥痛、神經(jīng)痛、癌痛)的發(fā)生發(fā)展過程。
  炎癥痛的中樞機制研究表明,炎癥能導致中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生敏感化。近年來,膠質(zhì)細胞是慢性疼痛研究的熱點。在痛覺的初級整合

4、中樞——脊髓,膠質(zhì)細胞可以直接調(diào)節(jié)神經(jīng)元的活動和興奮性,在痛覺調(diào)制尤其是慢性痛中樞敏化的形成與維持中起著舉足輕重的作用。本課題組前期研究也表明,脊髓膠質(zhì)細胞激活在大鼠關(guān)節(jié)炎痛和電針鎮(zhèn)痛中發(fā)揮重要的作用。
  文獻報道,中樞星形膠質(zhì)細胞能夠表達IL-33;ST2則可以表達于中樞神經(jīng)元及星形膠質(zhì)細胞。那么炎癥痛時,脊髓內(nèi)星形膠質(zhì)細胞中的IL-33是否表達增加,繼而通過自分泌和(或)旁分泌的方式作用于星形膠質(zhì)細胞或神經(jīng)元細胞膜表面的ST

5、2受體來介導炎癥痛的發(fā)生發(fā)展?電針是否通過調(diào)節(jié)脊髓IL-33及受體ST2發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用?而其下游MAPK信號通路是否參與上述過程呢?這是本課題需要研究的內(nèi)容。
  因此,本課題在經(jīng)典的Formalin誘發(fā)的急性炎癥痛小鼠模型及CFA(Complete Freund's Adjuvant)誘發(fā)的慢性炎癥痛小鼠模型上,給予ST2基因敲除、rIL-33、抗ST2抗體及電針等干預手段,觀察小鼠的自發(fā)性痛行為(自發(fā)性抬腳、舔爪及自發(fā)性超聲)及

6、誘發(fā)性痛行為(機械性痛覺超敏、熱痛覺過敏),并利用免疫熒光結(jié)合激光共聚焦技術(shù)、Real-time PCR技術(shù)、Western Blot技術(shù)等,(1)觀察脊髓IL-33及受體ST2在小鼠急、慢性炎癥痛的發(fā)生、發(fā)展中的作用,明確IL-33及受體ST2在小鼠脊髓的細胞定位,初步探討脊髓IL-33及受體ST2參與急、慢性小鼠炎癥痛的機制;(2)觀察電針對小鼠急、慢性炎癥痛的鎮(zhèn)痛作用;(3)觀察IL-33及受體ST2是否參與電針鎮(zhèn)痛,初步探討脊髓

7、IL-33及受體ST2參與電針鎮(zhèn)痛的機制。
  本實驗獲得如下主要結(jié)果:
  1.脊髓IL-33及受體ST2在小鼠炎癥痛中的作用及機制
  建立小鼠Formalin急性炎癥痛及CFA慢性炎癥痛動物模型,并應用自發(fā)痛行為學實驗(自發(fā)性抬腳、舔爪及自發(fā)性超聲)及誘發(fā)痛(機械性痛覺超敏、熱痛覺過敏)行為學實驗完成模型評價。足底皮下給予20μl5% Formalin,誘發(fā)小鼠兩相自發(fā)性抬腳及舔爪的傷害性行為,自發(fā)性超聲也顯著增

8、多。足底皮下給予20μl CFA引起小鼠的機械性痛覺超敏及熱痛覺過敏。
  在ST2基因敲除的小鼠上,與野生型(WT)模型對照組相比,由皮下注射Formalin引起的小鼠的急性炎癥痛(自發(fā)性抬腳、舔爪及自發(fā)性超聲)顯著降低;與野生型(WT)模型對照組相比,ST2基因敲除后,CFA慢性炎癥痛模型小鼠的兩側(cè)的熱痛閾(縮爪潛伏期)均顯著升高(造模后4h、1d、7d)。
  與NS組相比,皮下或鞘內(nèi)注射大劑量rIL-33能顯著增加正

9、常小鼠的自發(fā)痛行為(自發(fā)性抬腳及舔爪)。與Formalin+PBS對照組相比,皮下或鞘內(nèi)注射rIL-33顯著增加Formalin急性炎癥痛模型小鼠的自發(fā)痛行為(自發(fā)性抬腳及舔爪);與Formalin+IgG對照組相比,皮下或鞘內(nèi)注射抗ST2抗體能顯著降低Formalin急性炎癥痛模型小鼠的自發(fā)痛行為(自發(fā)性抬腳及舔爪);與Formalin+IL-33組相比,皮下或鞘內(nèi)注射抗ST2抗體顯著降低外源性給予rIL-33所引起的Formalin

10、急性炎癥痛小鼠的自發(fā)痛行為(自發(fā)性抬腳及舔爪)的增加。
  免疫熒光結(jié)果表明,IL-33表達于小鼠脊髓星形膠質(zhì)細胞,其受體ST2表達于脊髓星形膠質(zhì)細胞及神經(jīng)元。
  行為學結(jié)果還顯示,皮下注射阿片類受體阻斷劑納洛酮,對皮下注射抗ST2抗體緩解Formalin急性炎癥痛的自發(fā)性抬腳及舔爪行為無顯著影響。
  Western Blot結(jié)果表明,與Formalin模型組相比,皮下給予抗ST2抗體顯著降低Formalin急性炎

11、癥痛小鼠的脊髓內(nèi)pERK的表達。
  Real-time PCR結(jié)果表明,CFA模型造模后1d、7d時,小鼠脊髓內(nèi)IL-33mRNA表達顯著升高。
  2.電針緩解小鼠炎癥痛中鎮(zhèn)痛作用
  在小鼠Formalin急性炎癥痛模型上,與假電針對照組相比,電針顯著降低Formalin模型小鼠的兩相的自發(fā)性抬腳時間及第一相的自發(fā)性舔爪時間。
  在小鼠CFA慢性炎癥痛模型上,與假電針對照組相比,電針顯著升高CFA模型造模

12、后不同時間點(4h/6h、1d、7d)小鼠兩側(cè)的機械性痛閾及熱痛閾(縮爪潛伏期),顯著緩解皮下注射CFA引起的小鼠機械痛覺超敏及熱痛覺過敏行為。
  3.脊髓IL-33及受體ST2在電針緩解小鼠炎癥痛中的作用及機制
  在ST2基因敲除小鼠上,與CFA+EA組小鼠相比,小鼠的熱痛覺過敏行為也得到進一步緩解,熱痛閾(縮爪潛伏期)顯著升高。
  與Formalin+EA+PBS組小鼠相比,皮下注射或鞘內(nèi)注射rIL-33顯著

13、加重了電針組Formalin模型小鼠的自發(fā)痛行為(包括自發(fā)性抬腳及舔爪);與Formalin+EA+IgG組小鼠相比,皮下或鞘內(nèi)注射抗ST2抗體則進一步緩解電針組Formalin急性炎癥痛模型小鼠的自發(fā)痛行為(自發(fā)性抬腳及舔爪)。
  Western Blot結(jié)果表明,與電針組Formalin模型小鼠相比,皮下注射抗ST2抗體顯著降低電針組Formalin急性炎癥痛模型小鼠脊髓pERK表達。
  綜上所述,本研究提示:

14、>  1.外源性給予rIL-33顯著性增加正常小鼠的自發(fā)性抬腳、舔爪時間,提示IL-33對正常動物有致痛作用。
  2.IL-33通過其受體ST2參與調(diào)節(jié)Formalin引起的小鼠急性炎癥痛及CFA引起的小鼠慢性炎癥痛。
  3.脊髓IL-33及受體ST2通過脊髓MAPK ERK信號通路參與調(diào)節(jié)Formalin引起的小鼠急性炎癥痛。
  4.脊髓IL-33及ST2受體參與電針緩解Formalin引起的小鼠急性炎癥痛及C

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