血红蛋白α链衍生肽VD-Hpα和RVD-Hpα参与电针抑制慢性痛的机制

Electroacupuncture (EA) is a commonly used method for the treatment of chronic pain in clinical , but the mechanism not fully understood. We used the RNA-seq technology to obtain differentially expressed genes Hba-a1 and Hba-a2 involved in EA analgesia, which are encode hemoglobin α chain. Our preliminary experimental results showed that EA significantly increased the level of CB1 receptor and hemoglobin α chain and its active-derived peptides VD-hemopressin (α) and RVD-hemopressin (α) in knee osteoarthritis mice. VD-hemopressin (α) and RVD-hemopressin (α) are selectively act on the CB1 receptor and exerts analgesic effect. However, whether Hb-α and VD-Hpα and RVD-Hpα are involved in EA inhibition of chronic pain remains to be explored. Thererfore, the present project plans to study whether EA can promote the degradation of Hb-α by 26S proteasome and up-regulate the level of VD-Hpα and RVD-Hpα, which induce anti-chronic pain via CB1 receptor. Then, two types of mice that conditionally knock out the CB1 receptor gene were introduced to clarify that which type of cell CB1 receptor are activated by VD-hemopressin (α) and RVD-hemopressin (α) participate in EA inhibiting chronic pain. To clarify that the mechanism of VD-hemopressin (α) and RVD-hemopressin (α) involved in EA inhibiting chronic pain. It will provide new ideas and treatment strategies for the clinical application of EA in prevent and treatment of chronic pain.

电针是临床上治疗慢性痛常用的手段，但其作用机制尚不完全清楚。我们采用RNA-seq技术获得了与电针镇痛相关的编码血红蛋白α链（Hb-α）的差异表达基因Hba-a1和Hba-a2。进一步发现，电针可以显著上调CB1受体、Hb-α及其活性衍生肽VD-hemopressin(α)（VD-Hpα）和RVD-hemopressin(α)（RVD-Hpα）的水平，那么，Hb-α及VD-Hpα和RVD-Hpα是否参与电针抑制慢性痛尚待探究。因此，本项目拟在此基础上，首先研究电针是否通过促进26S蛋白酶体降解Hb-α，上调VD-Hpα和RVD-Hpα的含量，从而抑制慢性痛；其次，引入两种条件性敲除CB1受体小鼠，明确VD-Hpα和RVD-Hpα激活哪类细胞上的CB1受体参与电针抑制慢性痛。以阐明VD-Hpα和RVD-Hpα参与电针抑制慢性痛的作用机制，为临床应用电针防治慢性痛提供新的思路和治疗策略。

针刺镇痛的临床随机对照试验研究证实，电针可以缓解慢性痛，但其作用机制尚不完全清楚。VD-hemopressin(α) 和 RVD-hemopressin(α) 是血红蛋白α链的活性衍生肽，对 CB1 受体具有亲和性和选择性，并参与疼痛的调节。本项目采用膝骨关节炎动物模型，研究中脑导水管周围灰质中血红蛋白α链活性衍生肽 VD-hemopressin(α) 和 RVD-hemopressin(α) 参与电针抑制慢性痛的机制。首先采用RNA-seq技术获得了与电针镇痛相关的编码血红蛋白α链差异表达基因Hba-a1和Hba-a2。进一步研究发现，电针可以显著上调膝骨关节炎小鼠中脑导水管周围灰质中血红蛋白α链及其活性衍生肽 VD-hemopressin(α) 和 RVD-hemopressin(α) 的水平。在vlPAG注射血红蛋白 α 链的活性衍生肽 VD-hemopressin(α) 和RVD-hemopressin(α)，均可以模拟电针的镇痛作用。电针可以显著上调膝骨关节炎小鼠中脑导水管周围灰质中26S蛋白酶体的表达。电针前在vlPAG注射 26S 蛋白酶体抑制剂MG-132，可以翻转电针的镇痛作用，同时抑制血红蛋白α链降解。电针显著上调膝骨关节炎小鼠中脑导水管周围灰质中GABA能神经元上CB1受体的表达，而不是谷氨酸能神经元上CB1受体的表达。在注射 VD-hemopressin(α) 前给予AM251，可以翻转 VD-hemopressin(α) 的镇痛作用。同样的，在注射 RVD-hemopressin(α) 前给予AM251，也可以翻转 RVD-hemopressin(α) 的镇痛作用。以上研究结果说明，在膝骨关节炎模型中，电针上调中脑导水管周围灰质中血红蛋白 α 链的表达，并通过促进 26S 蛋白酶体降解血红蛋白 α 链，上调 VD-hemopressin(α)和 RVD-hemopressin(α) 含量，激活中脑导水管周围灰质上 GABA 能神经元上的 CB1 受体，从而抑制慢性痛，为电针治疗慢性痛的临床应用提供新的理论依据。