脊髓缝隙连接通讯介导病理性镜像痛敏的作用及机制

躯体单侧组织或神经损伤可导致损伤对侧同源性健侧体节出现所谓"镜像痛敏"，有关其发生、发展和维持的机制尚不甚清楚。缝隙连接在脊髓细胞间的信号通讯中发挥重要作用。我们推测，在病理痛条件下，脊髓细胞间缝隙连接蛋白表达和功能调控的可塑性变化，可能参与单侧外周损伤引起的脊髓同侧中枢敏化向对侧的传播和扩散，而导致镜像痛敏的产生。本项目拟将综合应用行为学、形态学、电生理、免疫印迹和分子生物学等手段，利用项目组新近建立的实验性蝎蛰镜像痛敏模型，探索躯体单侧组织损伤诱致脊髓双侧细胞不同类型缝隙连接蛋白的时空表达、功能调制、信号通路调控（PKA/PKC/MAPK）等可塑性变化与镜像痛敏反应的相关性，以阐明脊髓细胞间缝隙连接通讯介导镜像痛敏的作用及机制，为临床慢性痛诊治新策略的研发提供新的科学和实验基础。

慢性疼痛不仅发生在躯体损伤部位表现持续自发痛、原发性痛敏和损伤部位周围区域出现继发性痛敏外，尤其在损伤部位对侧对称部位亦出现所谓“镜像痛敏”。本项目基于课题组新近构建的蝎蛰致痛动物模型，采用单侧足底皮下注射蝎毒素多肽BmK I诱发镜像痛敏，采用行为药理学、qRT-PCR、免疫荧光、免疫印迹、活细胞成像等方法，探究双侧背根神经节和脊髓缝隙连接蛋白亚型的细胞表达分布、通道门控特性、磷酸化的多样性功能调控与镜像痛敏发生、发展和维持的相关性，意图进一步理解镜像痛敏发生、传递、扩散、中枢整合相关的内源性机制，取得的系列重要研究成果和新发现如下：.1）单侧疼痛刺激后，双侧脊髓、背根神经节（DRG）缝隙连接蛋白Cx43、Cx36与Cx32呈不对称性的时程和细胞差异表达分布，并以通道蛋白的开放、表达量改变等多种方式参与镜像痛敏的发生、发展和维持。脊髓Cx43 Ser262、Tyr265、Ser279/282、Ser368与DRG Cx43 Ser368位点的磷酸化差异性激活，在此过程中至关重要。.2） G蛋白偶联受体亚型的筛查结果表明，五羟色胺5-HT2A或多巴胺DRD2的激活，或肾上腺素Alpha2A的抑制，降低缝隙连接蛋白的表达变化，并在在脊髓星形胶质细胞、DRG卫星胶质细胞表现为Alpha2A、5-HT2A或DRD2激活可开放缝隙连接通道或半通道。反之，阻断缝隙连接反向降低痛刺激诱发5-HT2A、Alpha2A或DRD2的上调或激活。结果验明，Alpha2A、5-HT2A、DRD2与Cx43的互作性通路是镜像痛敏新的调控机制之一。这些受体和缝隙连接蛋白在致痛损伤侧和损伤对侧的时空表达呈不对称性，更涉及脊髓双侧性上位中枢下行抑制与易化的分子、细胞、环路的整合差异。.综上，缝隙连接蛋白，尤其是Cx43，是脊髓与背根神经节重要的镜像痛敏感受器或调节器整合分子。缝隙连接通道蛋白的开放与关闭、表达、转运、磷酸化，与多巴胺、5-HT、肾上腺素等多条G蛋白偶联受体信号通路的交互调节，协同参与镜像痛敏相关多细胞间化学突触、电突触构筑神经环路的可塑性整合调控。本项目成果为理解慢性疼痛机制提供了新的科学依据，基于缝隙连接蛋白和特定G蛋白偶联受体多靶点联合用药，应将成为临床慢性疼痛诊疗的新策略。