小胶质细胞在IBS内脏敏化中作用机制的研究

发布时间：2020-06-11 19:04

【摘要】：背景 肠易激综合征(Irritable bowel syndrome,IBS)是一种以慢性或反复发作的腹痛及排便习惯改变为特征表现的肠道功能性疾病，其主要特征表现为内脏高敏感性和胃肠道运动异常，，但其神经生物学机制尚不完全清楚。新近研究表明，中枢神经系统中的小胶质细胞广泛参与内脏疼痛反应，且在其中可能起到较为重要的作用。本实验室前期研究发现，接受左半结肠及盆腔脏器初级神经传入信号投射部位的骶髓后联合核(Dorsal commissual nucleus，DCN)及骶髓后角中的星形胶质细胞和小胶质细胞与IBS致内脏高敏感性存在密切关系，并且初步证明小胶质细胞在内脏痛的“启动”方面可能发挥重要作用，但是小胶质细胞在此过程中发挥什么作用，如何参与内脏痛的产生与发展及其作用途径，将对揭示IBS发生的神经生物学机制起到关键作用，并对临床药物研发提供新的靶点。 目的 ①采用旋毛虫一过性肠道感染大鼠，成功制作IBS大鼠模型；②通过对模型大鼠的峰值结肠扩张刺激，观察DCN和骶髓后角中小胶质细胞P2X4、P2X7、OX42的表达变化及腹直肌肌电电生理变化，用以证实小胶质细胞广泛参与内脏痛的发生、发展过程；③在上述研究的前提下，采用给予P2X7受体拮抗剂鞘内注射的方法，观察P2X7、 OX42、 IL-1β、 P38、CGRP(Calcitonin-gene-related peptide，CGRP)在骶髓后角和DCN上的表达变化以及实验大鼠腹直肌肌电的变化，论证小胶质细胞在IBS内脏敏化中的作用，为IBS神经生物学机制的完善提供理论基础，并为新的临床药物探索及研发提供理论依据。 方法 用旋毛虫悬液灌胃法建立一过性肠道感染大鼠的IBS模型，采用电生理学方法观察正常大鼠和IBS大鼠腹直肌肌电的变化；采用免疫荧光组织化学方法观察两者骶髓后角以及DCN中P2X4、P2X7、OX42、IL-1β、P38、CGRP的表达情况。 结果 1. IBS结肠扩张刺激组大鼠腹直肌肌电、大鼠骶髓后角及DCN中小胶质细胞上P2X4和P2X7的表达，均较对照组及IBS未刺激组显著增强（P0.01）。 2.采用P2X7受体拮抗剂鞘内注射的方法进行干预后，给予IBS大鼠结肠扩张刺激，结果显示，拮抗剂组的P2X7、OX42表达与IBS扩张刺激组相较均有明显下降（P0.01）,且干预组的IL-1β、P38、CGRP表达亦下降明显（P0.01），大鼠腹直肌肌电变化与之类似，不论收缩频率还是波幅均显著下降（P0.01）。 结论 IBS内脏敏化不但可导致骶髓后角及DCN核团中小胶质细胞的激活，还会使小胶质细胞上的P2X4及P2X7受体亦被同步激活，这两种受体可能是启动小胶质细胞信号转导途径的重要靶点，尤其是P2X7受体，可能是小胶质细胞活化的关键所在，是导致IBS产生内脏敏化的重要分子生物学基础。
【图文】：

第四军医大学硕士学位论文-14-图1 神经病理性疼痛刺激对脊髓背角小胶质细胞的影响（Tsuda M. Trends Neurosci. 2005 , 28(2):101-107）能够引发小胶质细胞激活的因素众多，例如脂多糖（LPS）、P 物质（SP）、降钙素基因相关肽（CGRP）、三磷酸腺苷（ATP）、前炎性细胞因子等众多细胞因子，而创伤、炎症、局部缺血及感染等有害刺激同样可以使小胶质细胞激活，从而使小胶质细胞出现形态、数量、功能及基因表达上的改变，导致产生各种生物学效应。而激活后的小胶质细胞能够产生和释放一系列的细胞因子如白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、肿瘤坏死因子（TNF-α）和脑源性神经营养因子（BDNF）等，从而导致痛觉敏感化[44]。2.激活后的小胶质细胞在痛敏信号传递、调控中的作用目前在已知的神经病理性疼痛发生、发展的信号调控中，存在数种疼痛信号传导途径，依据是否需要 Ca2+参与而分为两大类，即 Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶 C（PKC）途径和非 Ca2+/钙调蛋白依赖的 p38 丝裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）途径。前者激活小胶质细胞表面的配体门

第四军医大学硕士学位论文受体（GPCR）导致细胞外钙离子内流，继而进一步激活 p38MAPK 及细胞外调解蛋白激酶（ERK）；而后者则通过 IL-1β、TNF-α 与细胞表面受体结合等途径，同样也可激活 p38MAPK 及 ERK。在活化的小胶质细胞膜表面上CD11b、P2X4、P2X7 等受体的表达将会升高，并会导致 IL-1β、TNF-α、IL-6及 BDNF 等疼痛递质合成及释放数量上升，这些小胶质细胞释放的疼痛递质将会反过来造成脊髓背角神经元的敏感化，并最终造成疼痛的产生和扩大（图 2）[45~47]。可见在痛敏信号的传导与调控中，存在于小胶质细胞上的 P2X4及 P2X7 受体，以及 p38MAPK 可能具有重要地位。有实验表明在发生疼痛超敏感化的过程中，p38MAPK 和 P2X4 受体在脊髓背角中均选择性地表达于活化的小胶质细胞当中，且不表达于神经元和星形胶质细胞当中[48,49]。而P2X7 受体则不仅表达于活化的小胶质细胞也表达于活化的星形胶质细胞。
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：R574

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本文编号：2708323