CGRP活化小胶质细胞参与神经病理性疼痛分子机制调节作用的研究

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目的小胶质细胞是中枢神经系统(CNS)中重要的免疫细胞。小胶质细胞正常时呈静息状态,而当小胶质细胞通过触角识别到了伤害刺激,就会被快速激活和应答,变成巨噬细胞。已有大量的研究证明,小胶质细胞在神经病理性疼痛中具有重要作用。降钙素基因相关肽(CGRP)是一种主要促炎症性神经肽,在疼痛感觉传递中起重要作用的。因此,CGRP介导小胶质细胞的活化可能与神经病理性疼痛发生存在重要联系,该神经肽及其受体有可能成为神经性疼痛治疗的一个重要靶点。尽管CGRP的生物学作用在一些疾病及神经性病理疼痛的发生具有重要临床意义,但以CGRP受体为靶点的临床治疗由于缺乏其功能受体的研究而还没有进展。对CGRP受体的研究是一个良好的切入点,为阐明神经病理性疼痛发生的病理生理机制及其临床治疗提供新的思路,有关CGRP及其受体的研究将对神经镇痛具有重要的临床应用价值。组蛋白去乙酰化酶(HDACs)是一种组蛋白去乙酰化修饰的蛋白酶,对染色体的结构修饰和基因表达调控发挥着重要作用。近年来有大量证据表明组蛋白去乙酰化酶参与慢性神经病理性疼痛的调控,但CGRP是否通过影响HDACs参与神经病理性疼痛的调节还不清楚。本研究以大鼠坐骨神经慢性压榨模型CCI为研究模型结合体外CGRP孵育小胶质细胞(BV-2),通过免疫组织化学和蛋白免疫印迹(western bolt)等实验方法研究CCI对小胶质细胞的活化和CGRP的表达的影响以及CGRP对小胶质细胞表达CGRP受体蛋白CRCP、维甲酸诱导基因蛋白(RIG-I)、干扰素1(IFN-1)和核转录因子κβ(NF-κB)等相关信号通路以及组蛋白去乙酰化酶2(HDAC2)、调节活化正常T细胞表达和趋化因子(RANTES)、诱导型一氧化氮合酶(INOS)的影响,进而探讨CGRP活化小胶质细胞参与神经病理性疼痛发生的调控以及分子机制。方法1.大鼠称重戊巴比妥麻醉后,右侧下肢后外方向做切口,沿着股二头肌的方向分离皮下组织及肌肉,暴露坐骨神经,用4根羊肠线间隔1mm轻轻结扎,结扎不能影响神经外膜的血运为度,建立大鼠CCI模型,在术前1d及术后1d、3d、7d、10d、14d后用von Frey测试机械刺激缩腿反应阈值(PWT),以右下肢后外切口,不接扎坐骨神经(假手术组)为对照。2.免疫组织化学方法观察CCI组和假手术组脊髓内小胶质的活化和CGRP表达的差异。3.免疫组织化学方法观察CCI组和假手术组脊髓小胶质细胞中CGRP受体蛋白CRCP的表达,观察CCI对脊髓中活化小胶质细胞表达CRCP的影响。4.免疫组织化学方法观察CCI组和假手术组脊髓小胶质细胞中RIG-I、NF-8、HDAC2的表达,通过对比观察CCI对脊髓中活化小胶质细胞的表达RIG-I、NF-κB、HDAC2产生的影响。5.CGRP孵育小胶质细胞(BV-2)0小时,1小时、2小时、4小时、6小时,Western bolt法观察CGRP对小胶质细胞表达受体蛋白CRCP、RIG-I、IFN-1、NF-κB、HDAC2、RANTES、INOS的影响。6.HDAC抑制剂(HDACi,SAHA)孵育小胶质细胞(BV-2)0小时,1小时、2小时、6小时、12小时、24小时,Western bolt法观察HDACi对小胶质细胞内INOS的影响。HDACi与CGRP共同孵育小胶质细胞(BV-2),Western bolt法观察INOS变化。结果1.大鼠CCI模型的建立大鼠CCI模型建立后,大鼠右后爪缩爪阈值逐渐下降,术后1d后阈值就开始降低,3、7、10d逐渐下降,至14d达到最低并趋于稳定,且数据具有统计学意义,说明神经性病理性疼痛的大鼠模型已经建成。2.CCI增加脊髓小胶质细胞的活化和CGRP的表达。(1)免疫组织化学观察到CCI组脊髓中活化的小胶质明显增多,与假手术组相比,差异具有统计学意义(p<0.05)。(2)免疫组织化学观察到CCI组脊髓中CGRP的表达量增加,与假手术组相比,差异具有统计学意义(p<0.05)。(3)小胶质细胞特异性蛋白离子钙结头蛋白分子1(Iba1)和CGRP免疫荧光双标显示被活化的小胶质细胞周围有串珠样CGRP纤维,相互结合紧密,由此可以看出CGRP在神经病理性疼痛中对于小胶质细胞的活化起重要作用。3.CRCP和Iba1的免疫荧光双标显示CCI上调脊髓小胶质细胞表达CRCP的表达,与假手术组相比,差异具有统计学意义(p<0.05)。4.RIG-I、IFN-1、NF-κB、HDAC2、RANTES和Iba1的免疫荧光双标显示CCI上调脊髓中小胶质细胞表达RIG-I、IFN-1、NF-κB、HDAC2,与假手术组相比,差异具有统计学意义(p<0.05)。5.CGRP孵育小胶质细胞(BV-2)0小时,1小时、2小时、4小时、6小时,Western bolt显示CGRP上调CRCP及RIG-I、IFN-1、NF-κB、HDAC2、RANTES、INOS表达。6.CGRP与HDACi共同孵育小胶质细胞(BV-2),Western bolt显示,与CGRP组相比,HDACi可抑制CGRP上调INOS的表达。结论1.CCI增加脊髓小胶质的活化和CGRP的表达,并且活化的小胶质细胞与CGRP纤维接触密切,说明CGRP可能参与脊髓小胶质的活化。2.CCI上调脊髓小胶质细胞表达CRCP及HDAC2、RIG-I、IFN-1、NF-κB、RANTES、INOS。3.CGRP上调小胶质细胞表达CRCP、RIG-I、IFN-1、NF-κB、RANTES、INOS表达,提示CGRP可能通过受体蛋白CRCP及RIG-1信号通路参与神经病理性疼痛的机制。4.CGRP上调小胶质细胞表达HDAC2,HDACi抑制CGRP对INOS的上调,提示CGRP可能通过HDAC2调节INOS的表达,进而调控神经病理性疼痛。
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