IκB/NF-κB信号通路在Calpain介导的炎症性疼痛中的作用

近年研究发现calpain（钙激活中性蛋白酶）参与了炎症性和神经病理性痛觉调制过程，但其作用机制尚不清楚。申请人的前期研究发现在蜜蜂毒疼痛模型中大鼠脊髓背角calpain活性增高、IκBα降解、NF-κB活化和TNF-α mRNA表达增加，药物抑制calpain活性后可抑制大鼠脊髓背角中IκBα降解、NF-κB活化和TNF-α mRNA表达，从而改善伤害感受，推测IκB/NF-κB信号通路可能参与了蜜蜂毒诱发的炎症性疼痛病理过程中calpain调控TNF-α等细胞因子的表达。本项目拟运用腺病毒介导calpain特异性抑制蛋白- - calpastatin过表达和calpastatin转基因小鼠，进行相关体内外实验，从而阐明calpain在炎症性疼痛中通过IκB/NF-κB信号通路对TNF-α、IL-1β和COX-2等细胞因子表达的调控及其分子机制。

慢性疼痛发生机制未明且很多镇痛药物存在成瘾性等缺点，已成为当今医学界亟待解决的难题。近年研究发现calpain（钙激活中性蛋白酶）参与了炎症性和神经病理性痛觉调制过程，但其作用机制尚不清楚。本研究通过在体和离体实验，分别用蜜蜂毒/蜜蜂毒肽制作炎症性伤害感受模型，给与calpain抑制剂、NFκB抑制剂处理并用calapstatin转基因小鼠进行相关实验，用RT-PCR检测calpain、NFκB和TNF-α、IL-1β、COX-2等细胞因子mRNA的表达，免疫组织化学和Western-Blot检测上述蛋白表达量以及应用在体电生理学方法记录T9-T12胸神经皮支的放电量和膜片钳记录L5背根神经节的放电量变化。结果表明：蜜蜂毒疼痛模型中大鼠脊髓背角calpain活性增高、NF-κB活化和TNF-α表达增加，足底局部应用药物抑制calpain活性和NFκB活性后明显改善伤害感受行为，并抑制了大鼠脊髓背角和背根神经节内NF-κB活化和TNF-α、IL-1β等细胞因子mRNA和蛋白表达。在体和离体电生理实验也表明calpain和NFκB抑制剂能明显减低局部应用蜜蜂毒导致的T9-T12胸神经皮支和背根神经节细胞的放电量增加。局部应用蜜蜂毒后Calpastatin转基因小鼠的伤害感受行为和TNF-α、COX-2蛋白表达量明显低于野生型小鼠。因此，calpain/NFκB在蜜蜂毒导致的疼痛中扮演了重要角色。本研究为calpain/NFκB抑制剂的抗伤害感受/镇痛作用提供了重要的理论依据。