溶血磷脂酸在骨癌痛中的作用机制

Bone cancer pain significantly affects the life quality of cancer patients. Released by tumor cells and the surrounding tissues, lysophosphatidic acid (LPA) contributes to anti-apoptosis、proliferation and metastasis of tumor cells. The applicant recently found that LPA could induce firing of peripheral fibers, and is involved in the induction of bone cancer pain (Life Sciences, 2010; Molecular Pain, 2010), while the cellular mechanism remained unknown. It was reported that LPA increased tetrodotoxin-resistant (TTX-R) sodium current. As TTX-R sodium channel, which is specifically expressed on nociceptive sensory neurons, plays an important role in processing nociceptive information and peripheral sensitization and TTX-R sodium current could be enhanced by LPA, in this research we will detect the changes of the expression and activity of the TTX-R sodium channel in the fibers that in the tumor tissues and those adjacent to the tumor tissues in bone cancer rats, observe the role of TTX-R sodium channel in induction of bone cancer pain by LPA, and analyze the cellular signaling pathway, in order to reveal the mechanism of the role that LPA played in bone cancer pain. This research will have great importance in searching effective methods to relieve bone cancer pain and improve life quality of late cancer patients.

骨癌伴随的疼痛严重影响病人的生活质量。肿瘤细胞及其周围组织释放的溶血磷脂酸（LPA）在调控癌细胞的抗凋亡、增殖与转移中有着重要的作用。申请人近期的研究表明，LPA能够引发外周神经纤维的放电，并参与骨癌痛的产生（Life Sciences, 2010; Molecular Pain, 2010），但其细胞机制尚不明确。前人报道表明LPA能够增强河豚毒素不敏感（TTX-R）钠电流。鉴于特异表达在外周伤害性感觉神经元上的TTX-R钠通道在伤害性信息的处理及外周敏化的发生中发挥重要作用，且TTX-R钠电流能够被LPA增强，在本研究中，我们拟检测骨癌动物中肿瘤组织及其周边正常区域神经纤维上TTX-R钠通道表达及活性的变化，观察TTX-R钠通道在LPA引发骨癌痛中的作用，并分析其胞内机制，以期揭示LPA在骨癌痛中的作用机制。本研究对寻找有效的手段缓解骨癌痛，提高晚期癌症病人的生活质量具有重要意义。

本课题分为以下两部分实验：.一：溶血磷脂酸（lysophosphatidic acid, LPA）是一类重要的脂质信号分子，在癌症病人的腹水和血清中大量表达，在骨癌痛中起着重要作用。DRG中河豚毒素不敏感钠通道Nav1.8参与组织或神经损伤后DRG神经元的异常放电活动，被认为在伤害性感受器外周敏化中发挥了重要的作用。我们的研究表明：LPA引发外周神经动作电位的发放，在骨癌动物中，外周神经对LPA的敏感性增加。本课题拟研究LPA是否通过增强Nav1.8电流参与骨癌痛的产生。实验结果表明，随着骨癌的逐渐发展，骨癌动物DRG中LPA1受体和Nav1.8表达逐渐升高。LPA1受体拮抗剂Ki16198可缓解骨癌动物的机械触诱发痛并阻断LPA1受体和Nav1.8表达的上调。鞘内注射LPA能引起大鼠机械触诱发痛，这种触诱发痛能被Ki16198所阻断。鞘内注射LPA或足底注射LPA均能引起DRG中LPA1受体和Nav1.8表达的上调。免疫组化实验表明LPA1受体和Nav1.8在DRG中存在共表达，全细胞膜片钳实验证明LPA显著增加Nav1.8电流的幅度。这些结果表明LPA通过调控Nav1.8受体参与骨癌痛的产生，这对临床寻找有效的手段缓解骨癌痛具有重要的指导意义。.二：右美多嘧啶（Dexmedetomidine, DEX）是α2-肾上腺素受体（α2-AR）激动剂，具有镇痛和镇静作用。本课题拟研究DEX是否通过对Nav1.8受体的调制而产生镇痛作用。研究结果表明，DEX剂量依赖性地抑制Nav1.8电流，并导致Nav1.8的失活曲线向超极化方向移动，增加动作电位发放的阈值，降低动作电位发放的频率。α2-AR抑制剂育亨宾或α2A-AR抑制剂BRL44408阻断DEX对Nav1.8的抑制作用。免疫组化实验结果表明Nav1.8和α2A-AR在DRG中大量共表达。G-蛋白抑制剂GDPβ-s，Gi/o 蛋白抑制剂（PTX）, 环腺苷酸(AC)激动剂forskolin或cAMP类似物8-Bromo-cAMP均能阻断DEX对Nav1.8的抑制作用。PKA抑制剂Rp-cAMP模拟DEX对Nav1.8的抑制作用。表明Nav1.8和α2-AR通过Gi/o/AC/cAMP/PKA信号通路而相互作用，从而介导DEX的镇痛作用。本部分实验结果进一步阐明Nav1.8介导外周疼痛的机制。