溶血磷脂酸诱导的背根神经脱髓鞘参与神经病理痛发生的机制研究

总体目标：揭示背根神经脱髓鞘参与神经病理痛发生的机制和逆转脱髓鞘的干预机制。为此，本课题拟以溶血磷脂酸诱导背根神经脱髓鞘模型和坐骨神经损伤模型为研究对象，结合膜片钳、多通道神经记录、多电极阵列分析、动物行为学和神经科学领域前沿的光感基因调控 (Optogenetics)等多学科交叉技术研究：1）在背根神经脱髓鞘后，外周神经冲动在神经纤维以及脊髓层面上的传导特征；2）运用光感基因调控技术，通过诱导脱髓鞘的施万细胞逆转脱髓鞘，弄清抑制脱髓鞘对神经病理痛的干预机制。因此这些发现将：①阐明背根神经脱髓鞘后会对外周神经冲动的传导产生怎样的影响；②解析由脱髓鞘的神经纤维传入至脊髓的神经冲动在脊髓背角进行整合的过程；③探讨运用新型抑制脱髓鞘的干预技术。本课题旨在明确背根神经脱髓鞘参与神经病理痛发生的作用机制，并寻找抑制干预脱髓鞘病变的新靶点，具有重要的科学和临床意义。

背根神经脱髓鞘对外周神经冲动传导的影响一直没有进行深入研究，脱髓鞘疾病也没有任何有效的治疗方法。 本项目对溶血磷脂酸（LPA）导致的背根神经脱髓鞘模型进行了电生理检测，并且尝试了利用光感基因技术调控施万细胞内cAMP浓度从而使脱髓的施万细胞复髓的可能。利用LPA脊髓腔内鞘内注射的方法进行造模，可检测到背根神经施万细胞可逆性脱髓鞘现象，表现为髓鞘致密结构变松散的形态学改变，同时DRG神经元的保持不受损伤的状态。针对正常对照组和背根神经脱髓鞘组实验动物，应用多通道记录的方法进行在体的电生理学检测。脱髓电生理的研究结果显示，背根神经脱髓鞘不会诱发脊髓背角部位的自发放电，同时能显著抑制外周电刺激诱导的脊髓背角局部场电位的增强，由此可见脱髓鞘模型导致的疼痛的诱因是神经通路上生化机能的改变。光感基因技术调控施万细胞复髓的研究中，施万细胞特异性的髓鞘碱性蛋白MBP启动子、光敏型腺苷酸环化酶hbPAC基因片段和荧光蛋白mcherry基因片段被包装进慢病毒载体，成功导入施万细胞的基因组并取得稳定的表达。经过最短30sec的光刺激，就足以让胞内的cAMP浓度升高至原来的400倍以上。不幸的是，这种cAMP浓度的升高，并没有像Forskolin和cAMP的同系物那样诱导施万细胞向成髓方向分化，反而单次较长时间（超过30分钟）或者短时间（2min）每隔三小时重复刺激，一天后细胞会呈现不同程度的凋亡现象。实验结果显示利用光感基因修复受损髓鞘的探索没有取得成功，其原因可能是成髓分化的信号cAMP需要温和、稳定、并且持续的增高，而不是在短时间内急剧的升高，并伴随着短时间内的急剧下降。另外cAMP浓度的大幅度改变对细胞内微环境稳态、cAMP参与的其它细胞生理功能的影响，以及转基因本身对细胞功能的影响，也有可能是导致探索失败的原因。利用光感基因调节某群细胞的功能状态，以达到逆转某种病理过程的探索的可行性，受到了质疑。