骨形态发生蛋白（Bone Morphogenetic Proteins,BMP）信号在脊髓损伤中枢神经性疼痛中的作用

星形胶质及小胶质细胞兴奋是启动及维持脊髓损伤后中枢痛的中心环节。骨形态发生蛋白（BMP）促进胶质细胞增殖、活化，是胶质兴奋的重要信号。我们的前期研究显示：与正常脊髓相比，脊髓钝性损伤后BMP及其受体在星形胶质及小胶质细胞中表达明显增加。推测BMP信号可能在脊髓损伤后中枢痛的形成中起重要作用。.因此，本研究首先观察外源性BMP直接注射至正常动物的脊髓后，胶质活性和疼痛行为学变化；其次，利用钝性脊髓损伤中枢痛模型，运用免疫组化、Western blot、行为学等技术，观察不同组别不同时间点脊髓BMP的表达改变、胶质活性、动物疼痛行为学变化；用重组BMP或BMP信号阻断剂Noggin注入至脊髓激动或阻断BMP信号通路后，观察BMP的表达改变、胶质活性、动物疼痛行为学改变；旨在探明BMP信号在脊髓损伤后中枢痛中的作用，为临床治疗这一疼痛顽疾提供实验基础。

研究背景与方向：星形胶质细胞及小胶质细胞兴奋是启动和维持脊髓损伤后中枢痛的中心环节。骨形态发生蛋白（BMP）促进胶质细胞增殖、活化，是胶质兴奋的重要信号。我们的前期研究显示：与正常脊髓相比，脊髓钝性损伤后BMP及其受体在星形胶质及小胶质细胞中表达明显增加。推测BMP信号可能在脊髓损伤后中枢痛的形成中起重要作用。.主要内容：1、观察BMP2、BMP4显微注射至正常动物脊髓后疼痛行为学变化：BMP导致胶质激活，理论上，外源性的BMP局部注射至腰膨大脊髓，应可局部激活胶质细胞并导致动物疼痛行为学改变。实验分对照组及实验组，后者分三组即不同浓度BMP2、4注射至正常动物脊髓组织后，观察各组不同时间点胶质细胞活性、后肢疼痛行为学改变。2、钝性脊髓损伤后BMP的表达分布及动物疼痛行为学变化的相关性研究。以及用Noggin阻断BMP后，观察脊髓胶质活性、动物疼痛行为学变化的关系：本实验分对照组、脊髓钝性损伤组、脊髓钝性损伤+Noggin注入组，在不同时间点分别检测三组实验动物BMP表达、脊髓胶质活性、运动功能、疼痛行为学变化等，观察BMP信号在脊髓损伤后中枢神经性疼痛过程中的作用。.重要结果：1、本研究观察了BMP2、BMP4直接注射至正常动物的脊髓后，胶质活性和疼痛行为学变化，结果表明：蛛网膜下腔注入BMP2，动物疼痛行为学不发生明显改变，而注入BMP4则发生明显行为学改变，提示BMP4可能是参与疼痛发生的重要信号。2、脊髓损伤中枢痛动物不同组别不同时间点脊髓BMP的表达改变、胶质活性、动物疼痛行为学变化，用重组BMP或BMP信号阻断剂Noggin注入至脊髓加强或阻断BMP信号通路后，BMP的表达改变、胶质活性、动物疼痛行为学改变：①脊髓损伤后，BMP2、4、7及其受体表达激剧增加；②Noggin注入阻断BMP信号后，可部分抑制实验动物疼痛行为学改变。.科学意义：本研究证实BMP4在脊髓损伤后中枢疼痛形成中起重要作用。进一步研究应考虑沉默BMP4基因，观察疼痛行为学变化，为进一步寻找脊髓损伤后中枢疼痛的治疗策略提供全新的思路。