关节炎慢性吗啡耐受大鼠脊髓谷氨酸及其转运体的改变

发布时间：2020-04-24 08:50

【摘要】： 阿片类药物是用于治疗急慢性疼痛的重要药物，但长期应用可发生耐受现象，从而限制了阿片类药物的临床应用。关于阿片耐受机制的研究很多，各种阿片耐受模型的建立为阿片耐受机制的研究提供了基础。近年的研究证实，谷氨酸能系统参与阿片耐受的形成，并在其神经可塑性变化中发挥重要作用。该系统包括以谷氨酸为代表的兴奋性氨基酸、以NMDA受体为代表的各种兴奋性氨基酸受体和谷氨酸转运体等。脊髓是哺乳动物躯体和内脏感觉和运动的低级中枢。脊髓背角是机体接受伤害性信息传入，并对伤害性信息进行加工、整合处理的重要部位。研究发现脊髓的阿片敏感性传入神经元含有可释放的谷氨酸池，脊髓背角含有丰富的谷氨酸受体。本研究以新建立的关节炎吗啡耐受大鼠模型为基础，着重探讨谷氨酸及其转运体在吗啡耐受大鼠脊髓神经可塑性改变中的作用。期望这些研究结果能提供日后相关吗啡耐受治疗及研究的重要信息。第一部分：关节炎大鼠慢性吗啡耐受模型的建立及谷氨酸在大鼠脊髓神经可塑性改变中的作用目的：建立关节炎大鼠慢性吗啡耐受模型，探讨谷氨酸在关节炎慢性吗啡耐受大鼠脊髓神经可塑性改变中的作用。方法：雄性SD大鼠，300+20g，行鞘内置管，随机分为6组(n=5)，其中4组制成佐剂性关节炎模型，分别经鞘内给予生理盐水、吗啡10μg、吗啡20μg、吗啡10μg+纳洛酮10μg，另外两组非致炎大鼠分别经鞘内给予生理盐水、吗啡20μg。各组给药均为1日2次，连续7天。动态检测大鼠机械缩爪阈值及热板缩爪潜伏期，以痛觉过敏作为形成吗啡耐受的标志。测定各组大鼠脊髓谷氨酸的含量。在鞘内给予吗啡同时给予MK-801及外源性谷氨酸，测定大鼠机械缩爪阈值及热板缩爪潜伏期的改变。结果：机械痛敏和热痛敏检测证实经鞘内连续7天给予吗啡诱导出了吗啡耐受。在炎性痛导致大鼠脊髓谷氨酸含量增加的基础上，关节炎慢性吗啡耐受大鼠脊髓谷氨酸含量进一步增高，并且谷氨酸含量的增加随给药时间的进展呈现时间依赖性。MK-801及外源性谷氨酸分别阻断和增强了慢性吗啡诱导的痛觉过敏。结论：通过给关节炎大鼠鞘内反复注射吗啡，在以吗啡治疗炎性痛的背景下形成了吗啡耐受，标志炎性痛慢性吗啡耐受模型建立成功。慢性吗啡耐受产生的痛觉过敏与脊髓谷氨酸含量的增高、谷氨酸受体的过度激活及神经系统的兴奋性增强有关。第二部分：脊髓谷氨酸转运体在慢性吗啡耐受中的作用目的：观察谷氨酸转运体在关节炎慢性吗啡耐受大鼠脊髓背角的表达变化及谷氨酸转运体活性改变对大鼠行为学及痛觉调制物质的影响，探讨谷氨酸转运体在慢性吗啡耐受机制中的作用。方法：采用免疫组化、western blot及RT-PCR等方法检测上述分组的各组大鼠脊髓谷氨酸转运体的表达；动态检测鞘内给予谷氨酸转运体激动剂Riluzole和抑制剂PDC后大鼠机械缩爪阈值及热板缩爪潜伏期；采用RT-PCR法检测关节炎慢性吗啡耐受大鼠脊髓OFQ和BDNF mRNA的表达。结果：关节炎慢性吗啡耐受大鼠脊髓背角谷氨酸转运体GLAST和EAAC1蛋白及mRNA表达均下调；谷氨酸转运体激动剂和抑制剂在关节炎基础上对吗啡耐受所致的痛觉过敏具有减弱和增强作用，并且对吗啡耐受中参与痛觉调制相关物质BDNF及OFQ mRNA的表达具有调节作用。结论：谷氨酸转运体下调使细胞外谷氨酸含量增加，在吗啡耐受的痛觉过敏机制中发挥作用。调节谷氨酸转运体活性及表达有望成为治疗吗啡耐受引起的痛觉过敏的新方法。第三部分：谷氨酸及其转运体在吗啡耐受诱导脊髓背角神经细胞凋亡中的作用目的：探讨谷氨酸诱导脊髓神经细胞凋亡在慢性阿片耐受形成机制中的意义。方法：采用TUNEL染色方法观察关节炎慢性吗啡耐受大鼠脊髓背角凋亡细胞的分布，以western blot方法检测脊髓Bax、caspase-3及Bcl-2的表达。结果：慢性吗啡耐受可诱导脊髓背角神经细胞凋亡，使促凋亡因子Bax和caspase-3表达上调，抗凋亡因子Bcl-2表达下调，Riluzole和MK-801可减弱吗啡诱导的神经细胞凋亡，而PDC和外源性谷氨酸则加重了吗啡诱导的神经细胞凋亡。结论：脊髓神经细胞凋亡可能是慢性阿片耐受的神经基础，谷氨酸的神经毒性在吗啡耐受的神经细胞凋亡中发挥作用，Riluzole和PDC分别通过抑制和加重阿片诱导的脊髓背角神经凋亡而减弱和加重阿片诱导的痛觉过敏。综上所述，关节炎慢性吗啡耐受大鼠是在以吗啡治疗炎性痛的背景下，形成的不同以往的吗啡耐受模型。本研究即在此模型基础上，发现谷氨酸及其转运体在慢性吗啡耐受的形成机制中发挥重要作用，提示我们可通过调节谷氨酸转运体的表达及活性来治疗吗啡耐受诱发的痛觉过敏，为日后相关吗啡耐受的治疗及研究提供了新的思路。
【图文】：

细胞分布,胶质细胞,神经元,脊髓

oLTI);EA户T3又称为兴奋性氨基酸载体1(exeitato汀amino一acidc甜ierl，EAACI)。不同的GT蛋白表达于不同类型的细胞，EAACI由神经元表达;GLAST和GLI’-1由胶质细胞表达(图1)。但这种细胞分布也并不绝对，如在神经元发现GLTI变异体的表达〔’“〕，而在胶质细胞也发现E从cl的表达l川。各种GT在神经系统的分布也不同:GLAST主要分布于小脑的星形胶质细胞和Bergm~胶质细胞〔’2];GLT-1分布于脑内各部分，特别是皮层和海马[’3];EAACI是神经元和上皮型高亲和力谷氨酸转运体，分布于海马、大脑皮层、嗅结节丘脑等脑内各区域【’4];EAAT4表达于小脑浦肯野细胞l”];EAATS表达于视网膜神经元及胶质细胞[l“]。其中GLAsT、GLT-1和EAAcl在初级感觉传导通路的脊髓水平上也有表达117]，GLAST和GLT-1只分布于脊髓胶质细胞，而EAACI位于脊髓背角突触前和突触后的膜上以及非突触的轴突和树突上。另外，，在位于背根神经节的初级感觉神经元中

谷氨酸,中枢神经系统,脊椎动物,兴奋性氨基酸

图2GT的转运机制椎动物中枢神经系统(eentralnervoussystem，CNs)括运动控制、躯体感觉功能及信息传递和储存等重要。在谷氨酸能系统的调节剂有助于治疗疼痛学者开展了广泛的研究。谷氨酸可激活谷氨酸受从神经元通信到神经可塑性及神经病理异常等一现，阿片耐受常伴有谷氨酸释放的增加和谷氨酸种兴奋性氨基酸参与阿片耐受的形成机制。wen中谷氨酸的浓度显著增加，为兴奋性氨基酸释放性提供了直接证据。鞘内给予外源性谷氨酸可明伏期，提示脊髓局部的谷氨酸水平可影响吗啡的种谷氨酸受体发挥作用，而谷氨酸的稳定性受谷，GT表达的增加可减少对伤害性刺激的反应[2’];有脊髓GT表达及活性的改变[22]，均提示GT在痛
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R684.3;R749.6

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