红核TNF-α参与神经病理性痛下行易化的机制

我们最近的研究证实TNF-α参与红核对神经病理性痛的调节并发挥下行易化作用，但有关其作用的机制尚不清楚。本课题拟在建立大鼠SNI病理痛模型的基础上，利用免疫荧光和免疫组织化学技术研究SNI模型大鼠红核TNF-α的细胞来源及其受体的表达和细胞分布；利用Western blot和免疫组织化学技术研究TNF-α对模型大鼠红核神经元IKK、JNK、ERK1/2和p38 MAPK等蛋白激酶表达的影响，行为学实验观察不同信号通路抑制剂对TNF-α引起的痛觉超敏的影响，探讨TNF-α激活神经元的下游信号传导途径；利用免疫组织化学技术研究TNF-α对模型大鼠红核神经元表面不同谷氨酸受体表达的影响，行为学实验观察不同谷氨酸受体拮抗剂对模型大鼠痛阈的影响，探讨不同谷氨酸受体在TNF-α介导的下行易化过程中的作用。本研究将不但为神经病理性痛的中枢调节机制研究奠定基础，而且对于开发新的镇痛药物具有重要的应用价值。

已往的研究证实肿瘤坏死因子-α（TNF-α）参与红核对神经病理性痛的调节并发挥下行易化作用。为了进一步探讨红核TNF-α发挥作用的细胞和分子机制，本项目研究了TNF-α及其受体在坐骨神经分支选择损伤（SNI）模型大鼠红核的表达、分布和作用以及TNF-α参与痛觉调控的下游信号通路。实验结果表明：SNI大鼠建立1～2周后，TNFR1和TNFR2在红核的表达均明显高于对照组，其中TNFR2的升高早于TNFR1的升高。行为学实验结果显示TNFR1在神经病理性痛的早期发生和后期维持过程中均发挥重要作用，而TNFR2主要在神经病理性痛的早期发生过程中发挥重要作用。TNF-α主要分布在红核神经元、少突胶质细胞及少数星形和小胶质细胞；TNFR1主要分布在神经元、少突胶质细胞和小胶质细胞，星形胶质细胞不表达TNFR1；TNFR2在神经元、少突胶质细胞、星形胶质细胞和小胶质细胞均有不同程度的表达。进一步研究表明，红核TNF-α可通过激活NF-kB、ERK、P38 MAPK和JNK四条信号通路发挥下行易化作用，其中NF-kB和ERK在病理性痛的早期发生和后期维持过程中均发挥重要的作用，P38 MAPK主要在病理性痛的早期发生阶段发挥作用，而JNK主要在病理性痛的后期维持阶段发挥作用。此外，我们对红核局部不同谷氨酸受体在神经病理性痛发生过程中的作用以及白细胞介素-10（IL-10）在SNI模型大鼠红核的表达和作用进行了初步研究。实验结果表明：红核微量注射代谢型谷氨酸受体拮抗剂(±)-MCPG或非NMDA谷氨酸受体拮抗剂DNQX可提高SNI大鼠的痛阈，产生明显的镇痛作用，而注射NMDA谷氨酸受体拮抗剂MK-801未产生明显的镇痛作用，提示代谢型和非NMDA谷氨酸受体参与红核介导的痛觉调控并发挥下行易化作用。抗炎性细胞因子IL-10在SNI模型大鼠红核的表达显著高于对照组，红核微量注射高剂量IL-10可提高SNI大鼠的痛阈，产生明显的镇痛效应，表明红核不但通过促炎性细胞因子TNF-α等介导下行易化作用，而且可以通过抗炎性细胞因子IL-10发挥下行抑制作用。该研究不但为红核参与痛觉调控的细胞和分子机制增添了新的内容，而且为临床治疗神经病理性痛提供了新的药物作用靶点，对于开发新的镇痛药物具有重要的理论和应用价值。