P2Y13受体在脊髓背角调节神经病理性疼痛的机制研究

Recent evidences indicate that activation of dorsal horn microglia play a critical role in neuropathic pain. P2Y13 receptor may be involved in pain response, and the receptors also expressed in dorsal horn microglia. however, we do not clear whether P2Y13 receptors cause the activation of microglia resulting a sensation of pain. This proposal will use some methods include morphology,ethology,molecular biology and electrophysiology to investigate the behavioral responses and the relationships between the expression of P2Y13 receptor and the activation of microglia cells and the change in the expression of IL-1/IL-6 receptor in dorsal horn in rat models of neuropathic (partial sciatic ligation); to speculate the role of P2Y13 receptor in microglia activation and IL-1β/IL-6 release from microglia in vitro; to investigate whether the stimulation of P2Y13 receptor can prompt successive microglia activation and IL-1β/IL-6 release,which may modulate astrocyte activity and synaptic efficacy in vivo. The research works will provide some evidence for developing effective analgesics beses on microglia as the new therapeutic targets; and provide new ideas and methods for clinical treatment of pathological pain.

脊髓背角小胶质细胞激活是神经病理性疼痛发生和维持的关键因素。嘌呤能P2Y13受体表达于背角小胶质细胞，参与了脊髓水平痛觉信息的传导，但其机制尚不清楚。本项目拟在已往对嘌呤受体研究的基础上，采用大鼠慢性坐骨神经痛模型，结合在体和离体实验，综合应用行为学、形态学、分子生物学、电生理学方法，观察：①外周神经损伤大鼠行为学变化、背角小胶质细胞活性与P2Y13受体/OX-42表达的关系；②以P2Y13受体激活小胶质细胞诱发IL-1β/IL-6释放为切入点,从不同角度探讨P2Y13受体对小胶质细胞活性的调节作用及相应的分子机制；③阐明P2Y13受体介导的小胶质细胞激活后释放的内源性IL-1β和IL-6可间接影响背角星形胶质细胞活性及神经元突触传递效能。该项目旨在为研发以小胶质细胞嘌呤受体为靶点的新型镇痛药提供理论基础，为神经病理性疼痛的治疗提供新思路。

脊髓背角小胶质细胞激活是神经病理性疼痛发生和维持的关键因素。嘌呤能P2Y13 受体表达于背角小胶质细胞，参与了脊髓水平痛觉信息的传导，但机制尚不清楚。本项目拟在已往对嘌呤受体研究的基础上，采用多种神经痛模型，结合在体和离体实验，综合应用行为学、形态学、分子生物学方法，观察：①疼痛大鼠行为学变化、背角小胶质细胞活性与 P2Y13 受体的关系；②以P2Y13 受体激活与小胶质细胞诱发 IL-1β/IL-6 释放为切入点,从不同角度探讨 P2Y13 受体对小胶质细胞活性的调节作用及相应的分子机制。结果表明：①脊髓背角小胶质细胞P2Y13受体参与了大鼠坐骨神经缩窄性损伤、糖尿病及足烫伤造成的机械痛敏或热痛敏；(2) 脊髓背角小胶质细胞P2Y13受体参与神经痛的机制可能是： P2Y13受体激活通过上调ROCK/P38MAPK/NF-KB信号通路，促进炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α表达及释放；小胶质细胞激活释放的IL-6一方面可以通过自分泌作用促进小胶质细胞JAK2/STAT3信号通路活化，强化小胶质细胞炎症因子释放，另一方面，IL-6可以调节背角神经元兴奋性，促进神经元pTyr1336NR2B磷酸化，但不影响pTyr1472NR2B磷酸化；脊髓背角P2Y13受体激活促进小胶质细胞M1极化，表现为IL-1β、CD86以及iNOS表达上调，而M2极化标记物Arg-1和CD206表达表达没有明显变化。（3）鞘内注射选择性P2Y13受体拮抗剂MRS2211通过抑制P2Y13受体激活在多种疼痛模型大鼠发挥镇痛效应，其机制可能是下调ROCK/P38MAPK/NF-KB信号通路，从而抑制小胶质细胞炎症因子表达及释放，于是背角神经元兴奋性相应下降，与此同时，小胶质细胞炎症M1极化减轻，向抗炎M2表型转换。（4）在离体培养条件下，P2Y13受体激活促进培养的大鼠脊髓背角小胶质细胞钙动员，P2Y13受体激活促进磷脂酶C活化，诱发胞内内质网钙库释放Ca2+，进一步引起细胞膜上内质网钙库敏感的钙通道开放，由此，造成胞内钙动员。随后P2Y13受体激活促进炎症因子IL-1β、IL-6和TNF-α表达和释放，该过程受到ROCK/P38MAPK/NF-κB信号通路调控。该项目旨在为研发以小胶质细胞嘌呤受体为靶点的新型镇痛药提供理论基础，为神经病理性疼痛的治疗提供新思路。