5-HT下行调节通路参与药物过量性头痛中枢敏化的机制研究

Medication overuse headache (MOH) is one of chronic daily headache, developing from pre-existing primary headache in association with medication overuse. Previous study showed that 5- hydroxytryptamine (5-HT) system plays an important role in the generating and maintaining of neuropathic pain. Yet, little study has been undertaken on the effect of descending modulatory 5-HT system in central sensitization of MOH. We plan to establish a new animal model of MOH by infusing inflammatory soup on the dura mater surrounding the superior sagittal sinus and giving over-dose rizatriptan to rats at the same time, and observe the central sensitization by means of behavior observation, pain withdrawal threshold test, 11C-DASB Micro PET/CT and microdialysis of cerebral extracellular fluid. Then, we observe the changes in central sensitization and expression of the 5-HT receptors in brain areas that associated with pain conduction induced by microinjection of 5-HT receptor agonists or antagonists including 5-HT1A, 5-HT1B, 5-HT2A, 5-HT2C, 5-HT3, 5-HT4 and 5-HT7, by means of immunohistochemical, Western-blot, immunofluorescence and microdialysis, to estimate the role of descending modulatory 5-HT system in pathogenesis of MOH. Meanwhile, we plan to compare the serotonin transporter (SERT) binding sites in the brain of patients with MOH with or without drug withdrawal treatment by PET/CT, to validate the results of experiment in rat model. By this study, we will reveal the receptors of the descending modulatory 5-HT system that may have key effects in the MOH, and the relationship between the effect of receptors and central sensitization. The result will provide new targets for treatment of MOH.

药物过量性头痛是在发作性头痛的基础上由于频繁过量地使用止痛药物导致的一种慢性每日头痛。既往研究表明5-羟色胺(5-HT)下行调节系统对神经病理性疼痛的中枢敏化机制具有重要影响，而该系统是否通过改变中枢敏化影响MOH的发生发展还不明确。本研究拟对大鼠硬脑膜反复灌注炎症汤和皮下注射苯甲酸利扎曲普坦建立模型，通过行为学、痛阈测定、PET/CT显影、脑组织间液微透析的方法，观察是否存在中枢敏化；然后分别给予5-HT的1A、1B、2A、2C、3、4、7受体激动剂和拮抗剂，再用免疫荧光等方法分析痛觉相关脑区5-HT受体的表达及与中枢敏化的关系。临床研究部分拟应用PET/CT观察MOH患者戒药前后不同脑区5-HT转运体的变化。本研究拟揭示5-HT下行调节系统参与MOH发生机制的相关受体及其与中枢敏化的潜在关系，并为治疗提供新的靶点。

药物过量性头痛(medicationoveruseheadache,MOH)是一类发生在原发性头痛的基础上，由于长期频繁服用急性止痛药而导致原有头痛加重或出现新的头痛形式。MOH高患病率及高复发率等特点使其成为一种严重威胁公共健康的致残性疾病，给社会和家庭造成严重的经济负担。但其发病机制仍不明确，本课题从临床及基础两个方面对该疾病展开了研究。首先，我们调查了我国MOH患者的临床特征，发现MOH患者的原发头痛以偏头痛(67.9%)为主，联合止痛药(95.7%)是MOH患者最常用的药物，我国MOH患者随访1年后的复发率为24.8%。结果还显示原发性头痛类型是MOH复发的独立危险因素，以偏头痛为原发头痛的患者(29/97，29.9%)更容易复发。随后，我们使用PET/MR扫描发现了MOH患者眶额叶皮质(orbitofrontal cortex OFC)多巴胺转运体密度减低，这为多巴胺通路参与MOH的发病机制提供了直接证据。此外，我们对MOH患者的RS-fMRI和三维T1加权图像的研究表明，双侧缰核和静默网络之间的功能连接增加了。这可能为MOH的发病机制提供了一个指导性的方向。同时，我们利用SD大鼠和C57/BL6小鼠建立了两种MOH的临床前模型，并对两种模型的脑组织进行了RNA-Seq分析。在大鼠MOH模型的RNA-Seq结果中，MOH大鼠丘脑在7个脑区中表达的差异基因最多(313个)。通过对丘脑差异表达基因的KEGG分析，我们发现这些基因与可卡因成瘾和苯丙胺成瘾有关，这与MOH是一种成瘾性疾病的观点是一致的。对于MOH小鼠模型，我们在前期PET/MR研究的基础上，对OFC基因的表达进行了针对性地分析。结果显示MOH组和对照组之间有5160个差异基因。KEGG通路分析显示MOH小鼠5-HT突触中的5-HT1B受体基因表达上调，而与长时程增强途径相关的基因表达明显下调。这些结果为MOH发病机制的研究提供了一些新的切入点，我们将在下一步的工作中深入探索这些方向。