脊髓背角CB1受体/HCN4通道相互作用参与神经病理性疼痛调节的机制研究

Spinal Cannabinoid receptor 1(CB1R) and Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation (HCN) channels play a critical role in neuropathic pain. HCN4 channels and CB1R express in neurons respectively. CB1R activation causes changes of intracellular messenger molecules and membrane potential. HCN4 channels are highly sensitive to these changes. However, we don't clear wether the interaction between spinal HCN4 channels and CB1R is involved in pain maintenance. This proposal will use some methods including morphology, ethology, molecular biology and electrophysiology to investigate the behavioral responses and the expression of HCN4 channels and CB1R in dorsal horn; to speculate the roles of interaction between HCN4 channels and CB1R in dorsal horn neurons and its signal transduction pathways; to investigate whether the interaction between HCN4 channels and CB1R affect neuronal excitability and synaptic transmission. The research work will provide some evidence for developing effective analgesics bases on HCN4 as new therapeutic targets, and provide new ideas and methods for clinical treatment of pathological pain.

大麻素CB1 受体（CB1R）和超极化激活环核苷酸门控（HCN）通道分别在脊髓水平参与伤害性信息调制，CB1R 和HCN4通道均选择性表达于背角抑制性中间神经元。CB1R激动后可引起AC/cAMP/PKA、p38MAPK、Ca2+等信号分子水平改变，而HCN4通道对于膜电位和胞内多种信使分子变化极其敏感。因此，我们推测CB1R和HCN4通道存在相互作用，共同调节病理性疼痛。本项目拟在以往对神经递质/受体研究的基础上，采用坐骨神经缩窄性损伤（CCI）模型，综合应用行为学、形态学、分子生物学及电生理学方法，观察脊髓背角CB1R和HCN4通道在神经痛发生中的作用；培养背角神经元，观察CB1R和HCN4通道功能的相互调节作用及其机理；最后求证二者相互作用，共同调节脊髓薄片胶状质突触传递效能。该研究将会为人们深入理解疼痛提供一个新的模式系统，开发以HCN4通道为靶点的新型镇痛药提供必须的理论基础。

大麻素CB1 受体（CB1R）和超极化激活环核苷酸门控（HCN）通道分别在脊髓水平参与伤害性信息调制，CB1R 和HCN4通道均选择性表达于背角抑制性中间神经元。CB1R激动后可引起AC/cAMP/PKA等信号分子水平改变，而HCN4通道对胞内多种信使分子变化极其敏感，二者否存在相互作用共同调节病理性疼痛尚不清楚。本项目综合应用行为学、形态学、分子生物学及电生理学方法，观察脊髓背角CB1R和HCN4通道在神经痛发生中的作用；培养脊髓背角神经元，观察CB1R和HCN4通道功能的相互调节作用及其机理。研究发现：① 在体实验： 脊髓背角HCN4通道表达增加促了进坐骨神经缩窄性损伤（CCI）所致的神经痛发生；背角CB1R激活对神经痛具有良好的镇痛效应；背角CB1R激活发挥镇痛作用的同时，可显著抑制CCI大鼠脊髓背角HCN4表达，表明CB1R激活的镇痛作用可能与其抑制背角HCN4表达密切相关。 ② 离体实验： CB1R和HCN4通道均表达于培养的脊髓背角神经元；全细胞膜片钳记录显示， CP55940显著抑制背角神经元中由HCN通道介导的超极化激活电流（Ih）; CP55940对Ih的抑制作用可被CB1R拮抗剂AM251阻断; PKA抑制剂H-89可模拟CP55940对Ih的抑制作用，而 8-Br-cAMP（cAMP类似物）可逆转 CP55940的效应。说明CB1R活化通过降低胞内cAMP-PKA 活性可抑制HCN通道激活，降低背角神经元兴奋性。 该研究说明CB1R激活可抑制神经痛大鼠脊髓背角HCN4通道表达及功能，降低感觉神经元兴奋性，这可能是脊髓背角CB1R参与镇痛的机制之一。该研究将会为人们深入理解疼痛提供一个新的模式系统，开发以HCN4通道为靶点的的新型镇痛药提供必须的理论基础。