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目的:神经病理性疼痛(Neuropathicpain,NP)是一种顽固的慢性疼痛。NP的发病机制比较复杂,常规镇痛药物疗效不明显,且易导致药物过量中毒等不良反应。目前,神经炎症在NP发病机制中的作用逐渐受到重视。神经炎症指由感染、损伤、毒性代谢物及自身免疫反应等引发的神经组织炎症。免疫细胞和胶质细胞是参与神经炎症的主要细胞,其活化后可释放多种炎症介质,促进外周和中枢敏化。脊髓电刺激(Spinalcord stimulation,SCS)是目前治疗顽固性神经病理性疼痛的主要手段。脊髓电刺激的神经元机制已有较多的研究,但是其对神经炎症的作用尚不清楚。α7nAChR是胆碱能抗炎通路中的重要受体,α7nAChR通过神经-免疫相互作用,参与了全身炎症反应的调控。研究表明,在周围神经损伤动物模型中,患侧脊髓的α7nAChR表达下调,且鞘内给予α7nAChR激动剂可以缓解炎性痛和慢性疼痛,说明α7nAChR参与了中枢炎症反应的调-节。近期研究证实,SCS可通过激活α7nAChR在脊髓缺血再灌注损伤模型中起到保护神经元的作用。本研究通过建立大鼠神经病理性疼痛模型和脊髓电刺激模型,探究脊髓电刺激是否可以通过激活α7nAChR来调节神经炎症反应,进而缓解大鼠神经病理性疼痛。研究方法:第一部分:神经病理性疼痛大鼠脊髓背角α7nAChR表达变化及其对疼痛行为学的影响1、建立CCI大鼠神经病理性疼痛模型,设立3组,分别为(1)Control组,(2)ShamCCI组,(3)CCI组。检测各组机械痛阈变化;免疫荧光双标观察脊髓背角胶质小细胞激活以及p38磷酸化情况;RT-PCR和ELISA检测脊髓炎症因子表达情况;免疫荧光染色及Western Blot检测脊髓α7nAChR表达情况。2、向CCI大鼠鞘内注射α7nAChR激动剂PNU-282987,共设立6组,分别为(1)Control 组,(2)CCI+Vehicle 组,(3)CCI+PNU0.1mg/Kg 组,(4)CCI+PNU 0.25mg/Kg 组,(5)CCI+PNU 0.5mg/Kg 组,(6)CCI+PNU 0.5mg/Kg+α-BGT 0.5μg/Kg组。检测各组给药前后疼痛行为学变化。第二部分:脊髓电刺激通过抑制小胶质细胞中p38磷酸化治疗神经病理性疼痛建立大鼠脊髓电刺激模型,共设立3组,分别为(1)Control组,(2)CCI+Sham SCS组,(3)CCI+SCS组。检测各组机械痛阈变化;免疫荧光染色观察脊髓背角胶质小细胞激活以及p38磷酸化情况;RT-PCR和ELISA检测脊髓炎症因子表达情况,免疫荧光染色及Western Blot检测脊髓α7nAChR表达情况。第三部分:脊髓电刺激通过促进α7nAChR表达抑制小胶质细胞介导的神经炎症在脊髓电刺激之前鞘内给予α7nAChR抑制剂α-BGT,共设立4组,分别为(1)Control 组,(2)CCI+Sham SCS 组,(3)CCI+SCS+Vehicle 组,(4)CCI+SCS+α-BGT组。检测各组机械痛阈变化;免疫荧光染色观察脊髓背角小胶质细胞激活以及p38磷酸化情况;RT-PCR和ELISA检测脊髓炎症因子表达情况,免疫荧光染色及Western Blot检测脊髓α7nAChR表达情况。结果:第一部分:慢性坐骨神经压迫手术成功后可建立稳定的神经病理性疼痛模型,大鼠机械痛阈显著降低(P<0.001);免疫荧光结果显示:CCI术后3周大鼠坐骨神经损伤侧脊髓背角的CD11b的荧光强度明显增强,同时P-p38的数量增加;RT-PCR和ELISA结果显示:与Naive和sham组相比,CCI组脊髓中IL-1β和TNF-α的mRNA和蛋白表达水平明显增高(P<0.01);免疫荧光和WB结果显示:CCI造模3周后患侧脊髓中α7nAChR的表达降低;在CCI术后第14天,鞘内给予α7nAChR激动剂PNU-282987,可明显缓解机械痛敏(P<0.001),且呈剂量依赖性。第二部分:通过测量各组大鼠的缩足阈值,来探究SCS对大鼠机械痛阈的影响。结果显示,三组大鼠的缩足阈值在CCI术前无明显差异。与对照组相比,CCI+Sham SCS组和CCI+SCS组的PWT在SCS之前显著降低(P<0.05);与CCI+Sham SCS组相比,CCI+SCS大鼠在整个SCS治疗期间PWT均显著增加(P<0.05),且SCS治疗结束5天内PWT仍明显升高,但是在第14天逐渐恢复至CCI+Sham SCS组水平;免疫荧光双标显示:在外周神经损伤后,与对照组相比,CCI+Sham SCS组患侧脊髓背角的CD11b荧光强度和P-p38数量显著增加(P<0.001);与CCI+Sham SCS相比,CCI+SCS大鼠患侧脊髓背角的CD11b荧光强度和P-p38的数量明显减少(P<0.001);RT-PCR和ELISA结果显示:与CCI+Sham SCS组相比,CCI+SCS组脊髓中炎症因子TNF-α,IL-1β的mRNA和蛋白质表达明显降低(P<0.05);WB结果显示:CCI+Sham SCS组脊髓α7nAChR的蛋白水平显著降低(P<0.001);但CCI+SCS组脊髓α7nAChR的蛋白表达量相较于CCI+Sham SCS组明显增多(P<0.01)。第三部分:免疫荧光双标显示α7nAChR在脊髓的神经元(NeuN)、小胶质细胞(CD11b)和星形胶质细胞(GFAP)中均有表达;与CCI+sham SCS组大鼠相比,CCI+SCS+Vehicle组大鼠的PWT在整个SCS治疗期间显著增加(P<0.001);然而鞘内注射α-BGT则明显抑制SCS诱导的CCI大鼠PWT增加(P<0.01);免疫荧光双标显示:在外周神经损伤后,与CCI+Sham SCS组相比,CCI+SCS+Vehicle组患侧脊髓背角的CD11b荧光强度和P-p38数量显著降低(P<0.001);与 CCI+SCS+Vehicle 组相比,CCI+SCS+α-BGT 组大鼠患侧脊髓背角的CD11b荧光强度和P-p38的数量明显增加(P<0.01);RT-PCR与ELISA结果显示:与CCI+Sham SCS大鼠相比,接受vehicle处理的CCI+SCS大鼠脊髓中促炎性细胞因子IL-1β和TNF-α的mRNA表达和蛋白质水平显著降低(P<0.001),但在α-BGT处理的CCI+SCS大鼠中,炎症因子表达相较于CCI+SCS+Vehicle 组明显升高(P<0.05)。结论:第一部分:CCI诱导大鼠出现持续性机械性痛觉过敏;CCI可诱导患侧脊髓背角发生炎症反应,表现为小胶质细胞激活以及p38磷酸化增多,IL-1β和TNF-α的表达水平增高,提示神经炎症参与了神经病理性疼痛的调节;神经损伤后脊髓背角同侧α7nAChR表达明显降低,鞘内给予α7nAChR激动剂,可以缓解CCI诱导的机械痛敏,提示α7nAChR可以作为治疗神经病理性疼痛的潜在靶点。第二部分:SCS可缓解CCI大鼠神经病理性疼痛,且在刺激停止后具有持续镇痛效应;SCS可以抑制CCI诱导的脊髓小胶质细胞激活、P-p38增加和促炎细胞因子产生,提示SCS可以通过抑制神经炎症反应来调节神经病理性疼痛;SCS可以促进CCI大鼠同侧脊髓背角α7nAChR表达。第三部分:α7nAChR是胆碱能抗炎通路的主要受体,在大鼠脊髓背角的神经元、小胶质细胞和星形胶质细胞中均有表达;鞘内注射α7nAChR抑制剂可拮抗SCS对小胶质细胞激活,p38磷酸化和炎症因子释放的抑制作用,SCS对神经炎症的调节作用与促进α7nAChR的表达有关。