疼痛炎性因子对NCX调节神经病理性疼痛的机制研究

The mechanisms of neuropathic pain are pooly understood, inflammation factors are widely implicated in inflammation remodeling associated with various neurodegenerative diseases,and play a important role in nociception and allodynia.The Sodium-Calcium exchanger(NCX) could effect the MAPKs pathway phosphorylation level by regulate the intracellular calcium concentration associated with various degenerative disease.However , the role of inflammation factors regulate NCX in the development of neuropathic pain is not clear.Our preliminary experiments suggest that NCX in the dorsal root ganglia(DRG) is upregulated , intrathecal injection NCX inhibitor can produce analgesic effect ,we therefore proposed a hypothesis:after peripheral nerve injury ,the gliacyte release inflammation factors ,NCX in the dorsal root ganglia(DRG) is upregulated , then NCX turn into reverse mode ,increase the calcium concentration and change the MAPKs pathway, and finally induces sensitization of DRG neurons. Therefore NCX may contribute to the development of neuropathic pain,we use patch clamp and molecular biological techniques to examine the potential role of NCX regulate by inflammation factors in the development of neuropathic pain.This study may Provide preliminary evidence for the proposal of a new hypothesis of neuropathic pain.

神经病理性疼痛的机制尚不完全清楚，炎性细胞因子的释放在伤害性感受和痛觉超敏中起着关键作用，参与了多种神经退行性病变的过程。钠钙交换蛋白（NCX）可通过调节细胞内Ca2+浓度影响MAPKs磷酸化的水平并于多种退行性相关疾病密切相关，但促炎细胞因子对NCX调节与神经病理性疼痛的相关研究目前尚未见报道。前期实验结果表明，神经病理性疼痛模型大鼠的DRG神经元NCX表达异常，且阻断NCX反向转运后可产生明显的抗疼痛作用，因此我们提出假说：外周神经损伤后，胶质细胞释放炎性因子，引起背根神经节（DRG）神经元细胞的NCX表达上调，并进入反向转运状态，引起细胞内Ca2+超载导致下游MAPKs通路的改变，诱导DRG神经元敏化。本研究以NCX在外周神经损伤后的异常表达为突破口，通过分子生物学、电生理技术探索炎性因子调节NCX在神经病理性疼痛的相关机制，为寻找治疗神经病理性疼痛的有效药物提供理论依据的作用靶点。

神经病理性疼痛是目前临床亟待解决的问题，其发生机制复杂，缺乏有效的治疗手段，炎性细胞因子的释放在神经病理性疼痛的发生发展起着重要作用。我们课题组既往的动物在体实验中发现钠钙交换蛋白（NCX）可通过调节细胞内Ca2+浓度影响MAPKs磷酸化水平参与神经病理性疼痛的发生发展过程，神经损伤后炎性细胞因子环境对NCX功能和表达的影响是导致这一病理过程发生的主要原因。我们现阶段的实验发现离体的DRG神经元在炎性细胞因子环境的作用下出现了与在体动物实验相同的NCX表达和功能变化，给予NCX抑制剂可以通过调节细胞内Ca2+浓度并影响MAPKs磷酸化水平阻断离体DRG神经元的病理发展过程，这与在体动物实验相互印证，进一步阐明了炎性因子环境影响NCX调节神经病理性疼痛的机制；我们还通过鞘内注射NCX-si-RNA的方法探索治疗神经病理性疼痛的路径，发现鞘内注射胆固醇修饰的NCX-si-RNA可以减轻SNL模型大鼠的疼痛行为学，且产生的镇痛效果远比NCX抑制剂鞘内注射持久，为神经病理性疼痛的治疗提供了新的思路；此外，在PC12细胞的实验过程中，我们发现诱导分化的PC12细胞中表达NCX，给予炎性因子孵育可产生与DRG神经元相同的钙超载，而NCX抑制剂可逆转这种钙超载，提示与植物神经相关的内脏慢性疼痛可能与NCX的功能和表达有关，NCX或许能成为治疗内脏慢性疼痛的新的靶点。