嘌呤受体P2X4介导慢性疼痛的研究进展

慢性疼痛是一种临床常见病症,其发病机制复杂,目前临床上尚缺乏效佳、毒副作用少、针对性强的治疗方法,因此慢性疼痛的病理机制研究仍然是目前疼痛研究领域的热点。嘌呤受体激活与疼痛调制机制密切相关,嘌呤受体P2X配体门控离子通道4(purinergicreceptor P2X ligand-gated ion channel 4,P2X4R)作为嘌呤受体家族的重要成员之一,在慢性疼痛的发生发展中发挥着重要作用。研究发现,P2X4R在神经病理痛、炎性痛、癌性痛及内脏痛等慢性疼痛的形成、传导和调节中均发挥关键作用。本文就有关P2X4R在不同类型慢性疼痛中的作用及相关研究进展做一综述。

氯胺酮对神经病理性疼痛大鼠脊髓P2X_4受体mRNA表达的影响

目的：研究氯胺酮对神经病理性疼痛大鼠脊髓P2X4受体mRNA表达的影响。方法：雄性SD大鼠45只,体重180-220g,随机分为假手术组（S组）、对照组（C组）和氯胺酮Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组（KⅠ、Ⅱ、Ⅲ组）,每组9只。S组大鼠仅分离坐骨神经但不结扎,其余组建立坐骨神经慢性压迫性损伤（CCI）模型,KⅠ、Ⅱ、Ⅲ组分别于CCI后3d开始至取材点每天腹腔注射氯胺酮5mg/kg、10mg/kg、20mg/kg;S组和C组注射相同体积的生理盐水。各组大鼠分别于术前1d,术后3d、7d、14d、21d测定大鼠机械性痛觉过敏（MWT）和热痛觉过敏（TWL）。各组均分别于CCI术后7d、14d、21d取3只大鼠,测定痛阈后处死,取L4~5脊髓组织,用逆转录PCR（RT-PCR）方法测定P2X4受体mR-NA表达水平。结果：与术前及S组比较,C组、KⅠ、Ⅱ、Ⅲ组术后3d开始热痛阈及机械痛阈显著降低（P〈0.05）。与C组比较,KⅠ、Ⅱ、Ⅲ组术后7d,14d,21d热痛阈及机械痛阈显著升高（P〈0.05）。与S组比较,C组、KⅠ、Ⅱ、Ⅲ组大鼠脊髓P2X4受体表达在术后7d、14d、21d均显著增加（P〈0.05）;与C组大鼠比较,KⅠ、Ⅱ、Ⅲ组脊髓P2X4受体表达明显减少（P〈0.05）。结论：腹腔注射氯胺酮可抑制慢性神经痛大鼠痛觉过敏,该作用可能是通过作用于P2X4受体介导的。

P2X4受体对活化的小胶质细胞的调控作用

小胶质细胞是中枢神经系统内的免疫细胞,当脑组织出现损伤时,小胶质细胞被激活,对脑组织起到保护作用。在自身免疫性脑脊髓炎模型大鼠和视神经脊髓炎患者体内,均观察到在脊髓炎性病灶及小胶质细胞内,P2X4受体表达上调。本课题组进行在体和离体实验,用LPS活化小胶质细胞,观察P2X4受体在小胶质细胞炎性反应中的作用。膜片钳检测显示,在LPS激活的小胶质细胞内,P2X4受体活性增加。P2X4受体阻断剂可显著降低小胶质细胞的膜皱缩、TNFα的分泌、细胞形态的改变及LPS导致的小胶质细胞死亡。在体研究显示,LPS髓内注射后会诱发炎性反应,迅速导致小胶质细胞丢失;给予P2X4受体阻断剂可显著减少小胶质细胞的丢失,而P2X4受体激活剂则可显著增加小胶质细胞的丢失。海马齿状回的小胶质细胞特别容易被LPS诱导的炎症反应激活。注射LPS后2 h,位于海马齿状回的小胶质细胞即被激活,大约24 h后死亡,P2X4受体阻断剂可减少LPS诱导的小胶质细胞活化和死亡。上述数据提示,P2X4受体对于小胶质细胞的激活和存活有重要的调控作用。

电针对STZ诱导的糖尿病神经痛大鼠脊髓小胶质细胞和P2X4的干预作用

目的探讨电针对糖尿病神经痛(DNP)大鼠脊髓小胶质细胞和离子通道型嘌呤能受体P2X4(P2X4R)表达的影响。方法将20只健康雄性SD大鼠随机选取6只作为对照组,其余14只予以腹腔注射STZ(65 mg/kg)以诱导1型糖尿病(T1DM)神经痛模型,将12只造模成功的DNP大鼠随机分为模型组和电针组。电针组从造模后14 d开始予以2 Hz电针干预,选取双侧足三里和昆仑穴,每次30 min,每日1次,连续干预7 d;余组仅予相同固定,不作干预。观察各组大鼠的体质量、空腹血糖、热痛阈变化,采用Western blot法检测脊髓小胶质细胞Iba1和P2X4R蛋白的表达。结果STZ注射14 d后模型组空腹血糖上升(P<0.01),热痛阈下降(P<0.01),说明DNP大鼠造模成功;与对照组比较,模型组大鼠脊髓Iba1和P2X4R表达明显增加(P<0.05);与模型组比较,电针组Iba1、P2X4蛋白表达明显减少(P<0.01,P<0.05)。结论低频电针对DNP模型大鼠有良好的镇痛作用,其作用机制可能与其有效抑制小胶质细胞和P2X4R蛋白表达有关。

沉默P2X4R基因对P2X4/NLRP3炎性小体通路介导的BV2小胶质细胞中肿瘤坏死因子α表达的影响

目的探讨使用慢病毒(LV-P2rx4)沉默P2X4嘌呤受体(P2X4R)对活化状态小胶质细胞释放肿瘤坏死因子α(TNF-α)的影响。方法常规建立脂多糖(LPS)和三磷酸腺苷(ATP)双信号诱导的小胶质细胞活化模型,随机分为(1)空白对照组(常规DMEM培养液培养);(2)活化模型组(细胞种板后待密度接近80%后先给予LPS 1μg·m L-1处理6 h后弃原培养液,再加ATP 2 mmol·L-1处理3 h);(3)目的基因阴性对照组(种板1 d,先加入病毒处理12 h后弃培养液,再加入常规培养液,间隔12 h更换培养液);(4)目的基因阴性对照+活化模型组(种板1 d后,先加入病毒处理12 h后弃培养液,再加常规培养液,期间每隔12 h更换培养液,待细胞密度达80%后,予LPS 1μg·m L-1处理6 h后弃原培养液,再加ATP 2 mmol·L-1处理3 h);(5)空载病毒阴性对照组(处理方法同目的基因阴性对照组);(6)空载病毒阴性对照+活化模型组(处理方法同目的基因阴性对照+活化模型组)。各组均n=6。细胞处理后每组取3孔分别提取核糖核酸(RNA)和蛋白,应用Real time PCR和Western blot法分别检测NLRP3、TNF-α的mRNA及蛋白的相对表达。结果与活化模型组和空载病毒阴性对照+活化模型组比较,目的基因阴性对照+活化模型组TNF-αmRNA相对表达水平明显减少(P <0. 001,F=195. 4),TNF-α蛋白相对表达水平显著降低(P <0. 001,F=60. 10)。结论沉默小胶质细胞中的P2X4R基因,可下调细胞中TNF-α表达,继而可能削弱小胶质细胞的炎症反应。

P2X4受体拮抗剂5-BDBD对过敏性哮喘小鼠气道炎症的影响

目的观察P2X4受体拮抗剂5-BDBD对过敏性哮喘小鼠气道炎症的影响。方法实验BALB/c小鼠分为正常对照组、哮喘组、5-BDBD组。卵蛋白致敏及气道激发制作过敏性哮喘模型。应用Western blot检测肺组织P2X4受体表达水平,HE染色观察肺组织病理学改变,ELISA检测支气管肺泡灌洗液(BALE)中IL-1β、TNF-α的表达水平。结果过敏性哮喘小鼠肺组织P2X4受体表达明显增高;给予5-BDBD处理后过敏性哮喘小鼠气道周围炎性浸润明显减轻,支气管肺泡灌洗液中IL-1β、TNF-α的含量较哮喘组相比也明显降低。结论嘌呤碱P2X4受体拮抗剂5-BDBD能够减轻过敏性哮喘小鼠气道炎症的发生。

P2X4信号轴对帕金森病动物模型中铁代谢的影响

目的阐明P2X4信号轴对用6-羟基多巴胺(6-OHDA)成功诱导的帕金森病雄性大鼠模型黑质中铁代谢的影响。方法将120只雄性大鼠采用随机数字表法随机分为对照组、6-OHDA组(帕金森病组)、携带P2X4基因病毒(P2X4-positive intervention,P2X4-PI)组、P2X4基因空载病毒(P2X4-negative control,P2X4-NC)组、P2X4-PI+6-OHDA组(先注射P2X4基因病毒,2周后注射6-OHDA)以及P2X4-NC+6-OHDA组(先注射空载基因病毒,2周后注射6-OHDA),共6组,每组20只。应用脑立体定位仪分别将上述相应的分组药品定位注射于大鼠左侧黑质。造模完成2周后进行行为学实验,筛选出合格大鼠模型,并进一步通过平衡杆实验评价各组大鼠的始动性及平衡能力。将造模完成且合格的大鼠模型断头取脑,留取脑组织,进行相关处理后保存备用。采用免疫荧光染色法、蛋白质印迹法分别检测6组大鼠左侧黑质中酪氨酸羟化酶(TH)阳性多巴胺能神经元数量的变化以及P2X4嘌呤受体(P2X4R)、二价金属离子转运体1(DMT1)、膜铁转运蛋白1(FPN1)的蛋白表达水平。结果免疫荧光染色结果显示:与对照组(7942.0±461.6)相比,帕金森病组(4724.0±261.1,t=13.17,P<0.01)和P2X4-NC+6-OHDA组(4470.0±228.9,t=14.21,P<0.001)大鼠左侧黑质中TH阳性多巴胺能神经元数量明显减少;P2X4-PI+6-OHDA组(2493.0±371.6,t=8.092,P<0.01)大鼠左侧黑质中TH阳性多巴胺能神经元数量显著少于P2X4-NC+6-OHDA组。蛋白质印迹结果显示:与对照组(1.723±0.146、1.369±0.107、1.020±0.059)相比,帕金森病组(2.107±0.070,t=4.368,P<0.05;1.733±0.117,t=4.245,P<0.05;0.783±0.042,t=5.795,P<0.01)和P2X4-NC+6-OHDA组(2.104±0.110,t=4.326;1.737±0.073,t=4.291;0.804±0.037,t=5.282;均P<0.05)大鼠左侧黑质中P2X4R、DMT1蛋白表达水平上升,FPN1蛋白表达水平下降;与P2X4-NC+6-OHDA组相比,P2X4-PI+6-OHDA组(2.875±0.170,t=8.770;2.845±0.180,t=12.92;0.550±0.040,t=6.216;均P<0.01)大鼠左侧黑质中P2X4R、DMT1蛋白表达水平上升,FPN1蛋白表达水平下降。结论P2X4基因过表达可使大鼠中脑黑质中的DMT1表达上调、FPN1表达下调,从而导致中脑黑质中铁元素的沉积,可能进而对多巴胺能神经元造成损伤,最终对帕金森病的发生和发展产生影响。

P2X4/NLRP3炎性小体通路介导小胶质细胞白细胞介素-1β的释放

目的探讨P2X4嘌呤受体和NLRP3炎性小体对炎症反应时小胶质细胞释放白细胞介素-1β(IL-1β)的影响。方法采用脂多糖(LPS)和三磷酸腺苷(ATP)双信号干预建立小胶质细胞激活模型,将处于对数生长期生长分化状态良好的小胶质细胞用于实验,按不同干预方法分为8组:正常对照组、ATP组、LPS组、LPS+ATP组、5-BDBD组、ATP+5-BDBD组、LPS+5-BDBD组和LPS+ATP+5-BDBD组。Real time PCR检测各组NLRP3、P2X4 mRNA表达水平;Western blot技术测定半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-1(caspase-1)蛋白表达水平;酶联免疫吸附法(ELISA)检测上清液中IL-1β释放水平。结果 2 mmol·L^(-1)ATP能够上调小胶质细胞P2X4 mRNA的表达水平,差异有统计学意义(P<0.001);用低浓度(1μg·m L^(-1))LPS初始刺激后,ATP分子能够诱导小胶质细胞中NLRP3 mRNA水平升高(P<0.001)、caspase-1蛋白水平表达上调(P<0.001)、促进IL-1β释放(P<0.01),而P2X4的特异性受体阻断剂5-BDBD抑制上清液中IL-1β水平的上调(P<0.05),差异有统计学意义。结论小胶质细胞中IL-1β的释放有赖于P2X4/NLRP3炎性小体途径。

电针“夹脊”穴对坐骨神经慢性损伤大鼠镇痛后效应的影响

目的:观察不同时间点电针"夹脊"穴对坐骨神经慢性压迫性损伤(CCI)大鼠脊髓小胶质细胞特异表达的补体受体-3的单克隆抗体(OX-42)及嘌呤受体P2X4(P2X4)蛋白表达的影响,探讨电针干预神经病理性疼痛中可能的后效应机制。方法:SD大鼠随机分为空白组、模型组、电针后即刻组、电针后0.5h组、电针后1h组、电针后2h组、电针后4h组、电针后12h组、电针后24h组,每组各6只。模型组与各电针组采用结扎坐骨神经法建立大鼠CCI模型。各电针组于造模7d后电针双侧L3、L5夹脊穴20min,分别于电针后即刻及电针后0.5、1、2、4、12、24h取材,空白组与模型组仅固定20min后取材。观察各组大鼠干预前后热痛阈值的变化并用免疫组织化学法检测各组大鼠脊髓腰膨大OX-42、P2X4蛋白的表达情况。结果:造模7d后(干预前),与空白组比较,模型组和各电针组的热痛阈值明显下降(P<0.01);干预后与模型组比较,电针后即刻组、电针后0.5h组、电针后1h组及电针后2h组大鼠的热痛阈值明显升高(P<0.05)。与空白组比较,模型组大鼠脊髓腰膨大OX-42、P2X4蛋白表达明显升高(P<0.01);与模型组比较,电针后即刻组、电针后0.5h组、电针后1h组及电针后2h组大鼠的脊髓腰膨大OX-42蛋白表达明显下降(P<0.01),电针后即刻组、电针后0.5h组及电针后1h组大鼠脊髓腰膨大的P2X4蛋白表达明显下降(P<0.01)。结论:电针"夹脊"穴可明显下调CCI大鼠脊髓OX-42、P2X4蛋白的表达,提高大鼠热痛阈,在电针后0.5h下调最明显,其镇痛后效应可延续2h。

脑源性神经营养因子在神经病理性疼痛中的作用机制研究概述

通过文献回顾,综述脑源性神经生长因子(BDNF)在神经病理性疼痛(neuropathic pain,NP)中可能的作用机制,为药物治疗NP提供一些新的方向和靶点。