外周组织损伤对脊髓背角AMPA受体突触表达的动态调控机制

发布时间：2019-08-17 16:56

【摘要】：目的：AMPA(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid)型谷氨酸受体介导中枢神经系统的绝大多数快反应兴奋性突触传递。AMPA受体的突触输送(synaptic trafficking)在突触可塑性、学习与记忆等过程中发挥极其重要的作用。在脊髓背角,痛觉信息从外周向中枢的传递也需要AMPA受体参与。本研究旨在探究外周组织损伤对脊髓背角AMPA受体突触表达的动态调控作用及其与慢性炎性疼痛形成的关系。 方法：小鼠后足底皮下注射完全弗氏佐剂(CFA),建立慢性炎性疼痛动物模型；通过痛行为学检测、细胞膜表面蛋白提取、蛋白免疫印迹等方法,深入探讨慢性炎性疼痛过程中脊髓背角AMPA受体突触表达的可塑性变化及其分子机制。 结果：(1)在CFA诱发慢性炎性疼痛之前,鞘内注射选择性非竞争性AMPA受体的拮抗剂GYKI52466,测定非伤害性Von Frey纤维诱发的小鼠机械性缩足阈值(PWT)的变化,发现：GYKI52466预处理脊髓背角,能够剂量依赖性地阻断CFA引起的PWT值的降低,提示：脊髓背角AMPA受体可能参与炎性痛觉超敏的诱导；(2)在CFA注射后的0.5h,鞘内给予GYKI52466能够剂量依赖性地缓解炎性疼痛症状；而在CFA注射后的12h,GYKI52466的镇痛作用会显著减弱；当炎性疼痛建立24h之后,鞘内再给予GYKI52466则不会对慢性疼痛产生任何影响,提示：脊髓背角AMPA受体仅参与炎性疼痛的早期维持；(3)和这些行为学数据相吻合,蛋白免疫印迹实验结果显示：脊髓背角突触小体膜结构(synaptosomal membrane fraction)组分中AMPA受体GluRl亚基的含量在CFA注射后的0.5h可见明显升高,在CFA注射后的1h达到峰值,并且可维持6h,随后在12h和24h恢复至正常对照水平,提示：外周组织损伤能够时间依赖性地促进脊髓背角AMPA受体的突触输送,增强AMPA受体介导的痛觉突触传递,使得AMPA受体在慢性炎性疼痛的诱导和早期维持中发挥重要作用；(4)尽管CFA能够瞬间增强AMPA受体的突触表达,但CFA并不影响AMPA受体的总含量,也不影响细胞膜表面和胞浆当中AMPA受体的分布,提示：膜表面AMPA受体的侧向扩散(lateral diffusion)可能介导CFA诱发的AMPA受体的突触聚集；(5)进一步探讨脊髓背角AMPA受体的调控机制,本研究发现：磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol3-kinase, PI3K)的活化与AMPA受体的突触聚集高度相关；PI3K的活性在CFA注射后的0.5h即见明显升高,在CFA注射后的1h达到峰值,并可维持6h,随后在12h和24h恢复至正常对照水平；(6)行为学数据显示：在CFA诱发慢性炎性疼痛之前,鞘内注射PI3K的选择性抑制剂Wortmannin能够剂量依赖性地阻断CFA引起的PWT值的降低；在CFA注射后的0.5h,鞘内给予Wortmannin能够有效缓解炎性疼痛症状；而在CFA注射后的12h和24h,Wortmannin的镇痛作用会完全消失,提示：脊髓背角PI3K也参与炎性疼痛的诱导和早期维持；(7)蛋白免疫印迹实验结果直接证实：CFA致炎30min后,鞘内给予Wortmannin (0.5μg)能够逆转AMPA受体GluR1亚基的突触表达,提示：PI3K的激活是调节脊髓背角AMPA受体突触聚集的关键性因素；(8)而PI3K的作用机制,可能在于促进突触后致密质蛋白-95(PSD-95)的突触分布。 结论：外周组织损伤时间依赖性地激活脊髓背角Pi3K,促进PSD-95的突触分布,增强AMPA受体在突触中的表达水平,使之在慢性炎性疼痛的诱导和早期维持中发挥关键性的作用。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R363

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本文编号：2527913