水通道4在神经病理性疼痛中的作用及可能的机制

神经病理性疼痛是临床上一种常见的疾病，由于机制复杂、不清，常规镇痛药物效果不佳，治疗极为棘手。目前认为，胶质细胞的激活是神经病理性疼痛产生和维持的强大驱动力，但是具体机制尚未阐明。水通道4（AQP4）特异表达于脑和脊髓的星形胶质细胞，能够调节星形胶质细胞和神经元的功能，但是AQP4是否参与了神经病理性疼痛，尚未见文献报道。结合对文献的分析及我们前期的工作，我们提出"AQP4可能参与了神经病理性疼痛"的假说。本项目旨在我们前期工作的基础上，在多种动物模型中研究神经病理性疼痛发生、发展进程中脊髓背角AQP4表达的时空特征及其与胶质细胞激活的相关性，以及干预AQP4的表达对神经病理性疼痛的影响；在此基础上，从星形胶质细胞激活及其对中枢敏化的影响方面探讨AQP4参与神经病理性疼痛的可能机制。预期研究结果将有助于阐明神经病理性疼痛的确切机制，并有可能为神经病理性疼痛治疗药物的研发提供一个新的潜在靶标

神经病理性疼痛是临床上一种常见的疾病，由于机制复杂、不清，常规镇痛药物效果不佳，治疗极为棘手。目前认为，胶质细胞的激活是神经病理性疼痛产生和维持的强大驱动力，但是具体机制尚未阐明。水通道4（AQP4）特异表达于脑和脊髓的星形胶质细胞，能够调节星形胶质细胞和神经元的功能，但是AQP4是否参与了神经病理性疼痛尚不清楚。本课题系统研究了AQP4在神经病理性疼痛中的作用及可能的参与机制，取得如下发现。（1）利用AQP4基因敲除小鼠及AQP4抑制剂，研究发现敲除AQP4基因或抑制AQP4功能减轻神经病理性疼痛，而不影响热刺激、化学刺激或机械刺激所致的急性疼痛，提示AQP4特异性参与神经病理性疼痛。（2）在神经病理性疼痛的启动期，脊髓AQP4表达水平无改变，而在维持期AQP4表达持续升高，并与星形胶质细胞的激活呈正相关、与启动期小胶质细胞的激活不相关，而敲除AQP4抑制星形胶质细胞的激活。这些结果提示AQP4通过影响星形胶质细胞的激活而参与神经病理性疼痛的维持，可能不参与小胶质细胞的激活和神经病理性疼痛的启动。（3）在作用机制研究中发现，AQP4直接参与致痛递质谷氨酸和脂多糖刺激诱发的星形胶质细胞的激活，进而影响脊髓前炎性细胞因子IL-1β、IL-1和TNF-α含量、形成正反馈而参与神经病理性疼痛。因此，本课题发现AQP4在神经病理性疼痛维持中发挥重要作用，其机制是通过参与脊髓星形胶质细胞激活、影响前炎性细胞因子含量而实现的。这些发现为阐明神经病理性疼痛发生发展的机制、探讨AQP4作为神经病理性疼痛治疗潜在靶标的潜力提供了实验依据。