前扣带皮层星形胶质细胞在神经病理性疼痛发生中的作用

研究发现过度兴奋的前扣带皮层编码了神经病理性疼痛的痛感知和厌恶情绪，但易化其兴奋性谷氨酸能突触传递的原因尚未明了。本研究通过分析神经病理性疼痛大鼠前扣带皮层星形胶质细胞活化的时程、其分泌的TNFα的改变，与痛行为、厌恶情绪反应及前扣带皮层神经元电生理改变的关系，判断星形胶质细胞活化及其分泌的TNFα对前扣带皮层兴奋性谷氨酸能突触传递的影响，并进一步探讨星形胶质细胞活化分泌TNFα的分子机制，及TNFα影响谷氨酸能突触传递的分子机理。不同于既往研究着重于外周和脊髓胶质细胞影响痛信号产生、传导的作用机理，本课题通过观察星形胶质细胞活化及其分泌的TNFα对前扣带皮层谷氨酸能突触的作用，来探讨神经病理性疼痛痛感知和厌恶情绪产生的皮层机理。该研究结果将促进神经病理性疼痛形成的皮层机制的理解，丰富和完善胶质细胞在神经病理性疼痛发生和维持作用的认识，也为开发胶质细胞为靶点的新型镇痛药物提供思路。

近年来大量的研究提示前扣带皮层（Anterior cingulated cortex, ACC）异常兴奋与慢性疼痛时厌恶性痛情绪的产生及维持有密切的关系。ACC的异常兴奋可能与星形胶质细胞的活化以及肿瘤坏死因子α（Tumor necrosis factor α, TNFα）的释放有关。本课题探讨了慢性神经病理性疼痛时，ACC内星形胶质细胞活化并释放TNFα的机制，以及TNFα促进兴奋性谷氨酸突触传递的分子机制。. 我们的研究可分为两部分。第一部分：观察了双侧ACC内直接注射TNFα对正常大鼠的痛行为学以及痛情绪的影响，我们发现正常大鼠ACC内注射TNFα不影响痛行为及痛情绪。为此我们补充ACC内预注射TNFα中和单抗，对大鼠足底注射福尔马林痛行为及痛情绪的影响，我们发现ACC内预注射TNFα中和单抗对大鼠福尔马林痛评分无明显影响，但能明显减轻痛情绪。此部分研究提示ACC内给予TNFα不影响正常大鼠的痛行为及痛情绪，但TNFα参与了急性炎症痛大鼠痛情绪的产生。第二部分：观察了腰5脊神经切断大鼠，两侧ACC分别给予PBS、10ng的丙戊茶碱、2μg 的TNFα中和单抗、5nmol的p38选择性抑制剂SB-203580、2.5nmol的ERK激酶选择性抑制剂PD-098059，对大鼠痛行为及痛情绪的影响。我们发现ACC内给予上述药物不影响腰5脊神经切断大鼠的机械及热痛行为，仅PD-098059能减轻大鼠的厌恶性情绪。分子试验提示脊神经切断后24h、3d、7d，大鼠两侧ACC内的星形胶质细胞标志物GFAP及磷酸化的ERK表达逐渐增加， TNFα的分泌量也明显增加。ACC内给予PD-098059能明显抑制GFAP的表达以及ERK的磷酸化，同时减少TNFα的释放。该研究提示ERK的活化在星形胶质细胞的活化，ACC内兴奋性突触强化中发挥重要作用，鉴于中和TNFα不能抑制ERK的活化，减轻动物的痛情绪，TNFα可能与其它因子一起调控了兴奋性突触的传递。. 综合本课题目前的研究结果及近3年该领域研究的进展，我们的研究说明ACC内星形胶质细胞活化及TNFα的释放参与了病理性疼痛时厌恶性痛情绪的产生及维持；ERK通路的激活在星形胶质细胞活化及ACC兴奋性突触易化中发挥重要作用；TNFα可能调控了兴奋性突触的传递，但其不是唯一的因素。