痛感受器NMDA自身受体的致痛敏作用及其作用机制

研究证实NMDA受体在慢性痛发生中起着重要作用，然而临床上NMDA受体拮抗剂作为镇痛药的应用却因其严重的中枢毒副作用而受到限制。然而，除了中枢神经系统以外，NMDA受体还以自身受体的形式大量表达在痛觉信息传导路的第一站- - 痛感受器上，并且在炎症或损伤后其表达和活动状态显著增强。我们最新研究显示特异性敲除痛感受器NMDA自身受体可显著抑制炎症或损伤导致的痛敏，提示该自身受体在病理性状态下具有致痛敏作用。但是，其发挥致痛敏作用的细胞分子机制目前尚不清楚。为此，本项目拟利用条件性敲除痛感受器NMDA自身受体的转基因动物模型这一有力工具，结合分子生物学、电生理学、形态学和行为学等方法深入研究痛感受器NMDA自身受体的致痛敏作用及其作用机制，以期阐明痛感受器NMDA自身受体在痛觉信息传递和痛敏形成过程中的功能意义，为研发针对痛感受器NMDA自身受体的新型外周镇痛药提供科学依据和理论指导。

近年来，慢性痛的机制研究取得了长足的进展，大量的受体、通道、激酶系统在慢性痛中的作用逐渐被揭示。然而，临床上针对这些靶点的药物不仅镇痛效果不令人满意，而且还产生严重的中枢毒副作用。大量的实验证据表明在损伤或炎症状态下，位于外周的痛感受器呈现超兴奋状态，成为产生慢性痛信号的“起搏点”和“源头”。因此，深入研究痛感受器上参与介导慢性痛信号产生的关键分子，有的放矢地调变该分子的功能，既可以从源头上消除慢性痛信号的产生和传入，又可以阻止中枢敏化的进一步形成，达到低毒高效的镇痛效果。.NMDA受体是一种电压门控的离子型谷氨酸受体，广泛地分布于中枢神经系统， 其在慢性痛的重要作用已经不言而喻。然而，临床上NMDA受体作为镇痛药的应用却因严重的中枢毒副作用而大大受限。令人欣慰的是，研究发现外周的痛感受器上大量地表达有 NMDA 自受体。那么，机体为何要在痛感受器上配备有如此大量的 NMDA自受体呢？它的存在具有怎样的生理学和病理学意义？这一直是个悬而未决的问题。为了回答上述问题，本项目首先成功构建了痛感受器NR1基因条件性敲除小鼠（SNS-NR1-/-小鼠）。免疫荧光实验显示NR1fl/fl小鼠中NR1与伤害性DRG神经元特异性标记物CGRP和IB4大量共存，而在SNS-NR1-/-小鼠中CGRP和IB4阳性DRG神经元中已不再表达NR1。而上位中枢神经元中NR1表达在两种基因型之间无差异。进一步功能学研究显示灌流NMDA在NR1fl/fl小鼠伤害性DRG神经元上可诱致一显著的内向电流，其在SNS-NR1-/-小鼠中被完全阻断。动物痛行为分析显示正常的生理性痛和Capsaicin诱发的急性痛不受痛感受器NR1亚单位的影响，而Formalin诱发的第二相自发痛和CFA诱致的慢性炎性痛中，SNS-NR1-/-小鼠表现的疼痛行为显著弱于NR1fl/fl小鼠。进一步的机制分析显示CFA致炎状态下，NR1fl/fl小鼠伤害性DRG神经元的兴奋性显著增强，而这一增强作用在SNS-NR1-/-小鼠中被显著阻断。同时，在CFA致炎的脊髓薄片上灌流NMDA发现其可以显著增强刺激后根诱发的eEPSC，而在SNS-NR1-/-小鼠上未见明显效果。上述这些结果提示在炎症病理状态下痛感受器NMDA自受体/NR1亚单位可能通过增强痛感受器的兴奋性，进一步敏化脊髓背角初级传入突触传递效能，从而发挥致痛敏作用。