下丘脑弓状核参与中枢敏感化及其机制的研究

The effective treatments for chronic pain are still lacking, because the mechanisms underlying the development of chronic pain remain largely unknown at present. Central sensitization is the key factor for the development of hyperalgesia during chronic pain. The results of our previous study have shown that the hypothalamic arcuate nucleus was involved in central sensitization during peripheral inflammation and was associated with the phosphorylation of NMDA receptor subunits. In the present study, by using behavioral tests, electrophysiological recording and molecular biology techniques, we will investigate integratively the relevance of arcuate neuron sensitization with the phosphorylation level of NMDA receptor key subunits. Then we will use several protein kinase inhibitors including protein kinase A (PKA), PKC， CaMKII and MAPK to study whether the above kinases will play important role in NMDA receptor phosphorylation. In addition, we will also use RNA interferring to knock down Src gene to investigate the role of Src kinase activity in arcuate nucleus during central sensitization. Our results will help to find out the key link in NMDA receptor phosphorylation at supraspinal level, as well as the potential target for clinical treatment of chronic pain.

慢性痛至今仍无有效的防治措施，主要因其发生机制尚未完全明确。中枢敏感化是慢性痛痛觉过敏发生的基础。我们的前期研究结果表明：外周炎症时下丘脑弓状核出现中枢敏感化，其产生与谷氨酸NMDA受体亚单位磷酸化有关。本项目在前期研究的基础上，以下丘脑弓状核作为一个高位痛觉调节中枢，应用行为学、电生理学和分子生物学等多种研究手段，在整体、组织及细胞水平，进一步研究外周炎症时下丘脑弓状核神经元中枢敏感化及与NMDA受体磷酸化的关联；随后，应用药理学方法在弓状核抑制蛋白激酶(PKA、PKC、CaMKII、MAPK和Src)，研究慢性痛时蛋白激酶信号通路在NMDA受体磷酸化中的作用。此外，我们还将采用RNA干扰沉默Src基因，观察Src信号通路是否起主导作用。研究结果将为在脊髓以上高位痛觉调节中枢，寻找NMDA受体磷酸化的主导环节，从而揭示防治慢性痛研发新药的潜在靶点。

慢性痛至今仍无有效的防治措施，主要因其发生机制尚未完全明确。中枢敏感化是慢性痛痛觉过敏发生的基础。本项目以下丘脑弓状核作为一个高位痛觉调节中枢，应用痛行为学、在体/离体脑片/单细胞电生理记录并结合遗传学及分子生物学多种研究手段，在整体水平、组织水平及细胞水平，进一步研究外周炎症时下丘脑弓状核神经元中枢敏感化及与NMDA受体磷酸化的关联；应用药理学方法抑制弓状核蛋白激酶(PKA、PKC和Src)活性，研究慢性痛时蛋白激酶信号通路在NMDA受体磷酸化中的作用。此外，我们还将采用RNA干扰沉默Src基因，观察Src信号通路是否起主导作用。我们的研究表明：1）佐剂性炎症疼痛大鼠模型中，外周组织发生炎症时下丘脑弓状核出现中枢敏感化。2）谷氨酸NMDA受体介导下丘脑弓状核神经元的激活（包括放电频率、蛋白受体亚型表达、痛相关介质的合成等）。3）蛋白激酶介导了NMDA受体的磷酸化引起的下丘脑弓状核神经元敏感化。4）Src参与中枢敏感化/NMDA受体磷酸化及下丘脑弓状核神经元激活。我们的研究成果揭示，下丘脑弓状核神经元Src可以通过PKC途径调节NMDA受体磷酸化，进而改变神经元兴奋性，参与疼痛的中枢敏化及病理生理过程。研究结果将为在脊髓以上高位痛觉调节中枢，寻找NMDA受体磷酸化的主导环节，从而揭示防治慢性痛研发新药的潜在靶点。