术后疼痛的新机制：脊髓背角GIP/GIP受体信号的作用

The mechanisms underlying postoperative pain are unclear. Using gene chips microarray, we found that glucose-dependent insulinotropic peptide (GIP) mRNA was upregulated in dorsal root ganglion during postoperative pain. Previous histological study has shown that GIP may act as a neurotransmitter in primary sensory neurons and its receptor may be expressed in spinal cord dorsal horn. Our preliminary experiments found that intrathecal GIP antagonist may inhibit the guarding pain behaviors after incison. Therefore, we assume that GIP/GIP receptor in spinal dorsal horn may be new molecules involving postoperative pain. To test the hypothesis, we will investigate ① the expression profile of spinal GIP/GIP receptor during postoperative pain; ②the effects of intrathecal agonist, antagonist or siRNA on pain hyperalgesia and ③the roles of GIP receptor and its downstream signaling cascades such as PKC γ, phosphorylation of AMPA receptor GluR1 at Serine 831 and synaptic target. Our proposal will reveal a new mechanism underlying postoperative pain, and provide theoretical basis for developing new analgesics.

手术后疼痛是临床最常见疼痛，其机制尚不清楚。我们前期基因芯片研究发现，术后疼痛可诱发脊髓背根神经节葡萄糖依赖性促胰岛素多肽（GIP）基因表达上调。形态学研究证实，GIP可作为一种神经递质表达于初级感觉神经元，而其受体在脊髓背角神经元有表达。预实验发现鞘内给予GIP受体拮抗剂可抑制大鼠术后保护性疼痛行为。据此，我们推测脊髓背角GIP/GIP 受体可能是参与术后疼痛发生发展的新信号分子。为验证此假说，我们将采用免疫组化、免疫印迹、脊髓微透析、基因沉默、激动剂拮抗剂、基因敲除小鼠和在体电生理等方法，研究①术后GIP/GIP受体在脊髓背角表达的时空规律；②鞘内GIP受体激动剂、拮抗剂或siRNA对术后痛敏的影响；③GIP受体激活及其下游胞内PKCγ激活、AMPA受体GluR1亚基Serine-831磷酸化和突触靶向在脊髓中枢敏化中的作用。该项目将揭示术后疼痛的新机制，为新型镇痛药研发提供理论依据。

手术后疼痛是临床最常见疼痛，其机制尚不清楚。本项目对脊髓背角GIP/GIP受体信号在术后疼痛发生发展中的作用进行了研究。研究结果发现：（1）鞘内和切口局部给予肉毒毒素A（BoNT/A）可通过裂解初级感觉神经元内SNAP-25蛋白减少中枢突神经末梢释放神经调质（GIP、P物质等）抑制术后痛敏。鞘内单独给予加巴喷丁不能抑制术后痛敏，但鞘内加巴喷丁明显加强鞘内BoNT/T抑制术后痛敏的效果，其机制与加巴喷丁阻滞突触前膜电压门控钙离子通道的α21亚基，导致突触前神经肽类物质（GIP、P物质等）释放减少有关。（2）术后1d和3d，脊髓背角GIP受体表达明显上调。双标荧光免疫化学研究发现，术后1d时GIP受体在脊髓背角表达增加，且主要表达于脊髓背角神经元细胞，不表达于星形胶质细胞和小胶质细胞。术后1d，鞘内给予300ng GIP受体拮抗剂（Pro3）GIP可明显抑制术后痛敏，抗伤害性效应可持续1h。同时，术后1d鞘内给予300ng GIP受体拮抗剂（Pro3）GIP可明显抑制脊髓背角神经元细胞内PKCγ的膜转位，抑制AMPA受体GluR1亚基的突触靶向。（3）我们也观察到术后疼痛期脊髓背角兴奋性突触后膜上Neuroligin1和AMPA受体GluR1亚基表达增加，而PSD-95和GluR2亚基表达不变，同时免疫共沉淀实验表明术后疼痛导致Neuroligin1和PSD-95在突触后膜上相互作用增强。鞘内给予Neuroligin1 siRNA2497可明显抑制术后痛敏，并抑制脊髓背角兴奋性突触后膜Neuroligin1和PSD-95的相互作用，从而抑制了AMPA受体GluR1的突触靶向，导致突触后膜上AMPA受体向对钙离子不通透性转换，从而抑制了伤害性信号在脊髓背角的传递。上述研究结果相对完整的揭示了一个术后疼痛脊髓中枢敏化的机制。揭示了一些术后疼痛的效应分子，为新型镇痛药的研发提供了理论依据。