周围神经损伤常引起病理性疼痛，表现为顽固性的痛觉过敏，包括痛超敏(痛阈显著下降)、痛敏(痛反应增强)和自发性疼痛。多年来，尽管国内外已经进行了大量研究，但病理性疼痛的机制仍然不十分清楚。目前普遍认为，神经损伤后初级感觉神经元产生的自发放电(即异位放电，ectopic discharges，ED)和脊髓背角突触传递效率的长时程增强(long-term potentiation，LTP)是导致神经病理性疼痛的重要原因。1974年Wall和Gutnick首次报道切断大鼠坐骨神经形成神经瘤后，在下腰部背根(感觉神经)可记录到大量的异位放电，机械刺激或化学刺激神经瘤可使放电频率增高。随后研究表明异位放电不仅源于神经瘤处，也可产生于初级传入神经元即背根神经节(dorsal root ganglion，DRG)。早期的研究认为，被损伤的感觉神经产生的异位放电是引起病理性疼痛的原因。但随后的研究表明，神经损伤不仅可使被损伤的感觉神经产生异位冲动，还会使临近未被损伤的神经元产生异位冲动。而且新近也有研究发现切断损伤神经与脊髓的联系不能缓解异常痛行为反应；选择性切除大鼠腰5脊神经前根(lumbar 5 ventral roottransection，L5-VRT)，而不损伤感觉神经元，也能产生类似于腰5脊神经结扎(lumbar 5 spinal nerve ligation，L5-SNL)引起的病理性疼痛。因此，未损伤的传入神经产生的异位冲动可能在病理性疼痛中起关键作用。 在正常情况下，传入神经元很少产生自发放电。神经损伤后，感觉神经元如何具备了产生自发放电的能力?尽管目前对这一疑问的解释尚不十分清楚，但其中可能涉及到某种或某几种离子通道发生可塑性改变，或者是数量上，或者是结构功能上。目前认为，外周神经损伤后感觉神经元上电压依赖性钠通道(voltage-gated sodium channels,VGSCs)的可塑性改变在异位放电的产生和病理性疼痛形成中具有重要作用。第1部分 NaV1.3通道在病理性疼痛大鼠DRG神经元上的表达近年来的大量研究表明，肿瘤坏死因子α(tumor necrosis facctor-alpha，TNF-α)在病理性疼痛的形成中具有重要作用。但TNF-α致痛敏的作用机制仍不十分清楚，可能通过某种途径引起神经元兴奋性异常，进而诱发病理性疼痛的产生。Nav1.3是TTX敏感型(TTX-sensitive，TTXs)钠通道，是决定神经元动作电位产生和扩布的重要因素，神经损伤后Nav1.3在被损伤的DRG神经元内戏剧性上调，腰5前根切断(L5-VRT)引起的TNF-α上调是否通过未损伤DRG内Nav1.3的表达增加诱发痛过敏有待证明。本实验以行为学测试为指标结合免疫荧光组织化学和免疫荧光双染技术观察大鼠在L5-VRT或腰5脊神经结扎并切断(lumbar 5 spinal nerve ligation and transection，L5-SNLT)或由重组性大鼠TNF-α(recombinant rat TNF-α，rrTNF)作用于坐骨神经周围(peri-sciatic administrationofrrTNF，PST)后，大鼠的痛行为学及DRG内Nav1.3的表达情况和细胞定位。结果发现(1)L5-VRT后1d就可引起Nav1.3在大鼠L5及L4DRG内表达增强，7d达到高峰，至术后5周时仍有一定水平表达；(2)在损伤侧DRG内，Nav1.3免疫活性在L5及L4 DRG的A类神经元和C类神经元均有增强，但以C类神经元为主；(3)DRG内，85﹪以上的TNF-α阳性神经元同时表达Nav1.3；(4)在感觉传入损伤(L5-SNLT)和rrTNF诱导(PST)的病理性痛模型中，也观察到L5及L4 DRG内Nav1.3的表达增强。上述结果表明，三种不同的病理性疼痛模型，无论DRG神经元是否受损，均有Nav1.3在L4、L5 DRG内的表达增强，DRG内Nav1.3的表达增加与TNF-α上调密切相关。 TNF-α引起背根神经节Nav1.3上调及其机制第2部分抑制TNF-α的合成阻断背根神经节Nav1.3上调TNF-α是神经损伤以及神经炎症过程中最重要和最早释放的致炎细胞因子，在病理性疼痛形成中具有重要作用。但是，我们以往的实验表明TNF-α只参与L5-VRT痛过敏的诱导，不参与其维持。 本实验第一部分结果已经提示L5-VRT后DRG内Nay1.3的表达增加与TNF-α上调密切相关，为进一步验证TNF-α与Nav1.3在L5-VRT痛过敏形成中的联系，本实验以行为学测试为指标结合免疫荧光组织化学，观察了抑制TNF-α的合成(腹腔注射thaiidomide)对L5-VRT大鼠痛行为以及DRG神经元内Nav1.3表达的影响并检测了大鼠L5-VRT术后24h内痛过敏形成的时间过程。结果发现(1)腰5前根切断后大鼠机械性痛过敏的形成具有渐进性，首先表现为术后15h损伤侧痛阈显著下降，术后24h过渡为双侧后肢痛过敏；(2)术前2h腹腔注射thalidomide，而后每天1次，持续7d，能有效缓解L5-VRT引起的病理性疼痛，并显著降低。Nav1.3在DRG内的表达；(3)术后7d给予thalidomide，每天一次，连续7d，不能减轻L5-VRT引起的大鼠痛过敏，对DRG内Nav1.3的上调仅有部分阻断作用。以上结果提示Nav1.3的上调可能在病理性疼痛形成的早期和维持阶段均发挥重要作用，TNF-α是神经损伤引起的DRG内Nav1.3上调的促发因素。 第3部分 Nav1.3在L5-VRT大鼠背根神经节中上调的信号转导机制由于神经元内钠通道的基因编码可由多条独立的通路进行调控，而细胞内的多条信号转导通路可通过相互作用形成复杂的细胞内信号网络，推测L5-VRT引起的DRG内Nav1.3的上调可能通过TNF-α激活的下游信号转导途径(NF-kB途径、p38 MAPK途径和JNK途径)实现。为验证这一设想，本实验采用痛行为学测试和免疫荧光组织化学方法，观察鞘内注射NF-kB抑制剂PDTC、p38MAPK抑制剂(SB203580)和JNK抑制剂(SP600125)对L5-VRT大鼠机械性痛过敏及DRG内钠通道表达的影响。结果发现(1)术前单次鞘内注射NF-kB抑制剂PDTC可完全抑制L5-VRT引起的大鼠机械性痛过敏，并可阻断运动神经损伤引起的双侧DRG内Nav1.3表达的增加；(2)术前应用p38 MAPK抑制剂SB203580主要阻断大鼠对侧后肢的机械性痛过敏，但对双侧DRG内Nav1.3的表达均有抑制作用；(3)术前应用JNK抑制剂SP600125可完全阻断大鼠对侧后肢的机械性痛过敏，对同侧无效；SP600125术前给药对损伤同侧DRG内Nav1.3的表达有部分阻断作用，对损伤对侧Nay1.3的表达有完全阻断作用。(4)术后7d(病理性疼痛建立后)给予PDTC或SB203580或SP600 125对大鼠的痛过敏均无影响。以上结果提示，运动神经损伤可以通过NF-kB途径、p38 MAPK途径和JNK途径调控未损伤DRG神经元内Nay1.3的表达。 结论： 1.选择性损伤运动神经(L5-VRT)或损伤感觉传入(L5-SNLT)或坐骨神经周围给予rrTNF作用下(PST)，均可引起Nav1.3在同侧L4、L5 DRG内表达增强。Nav1.3的表达增强，可见于DRG内A类和C类神经元，但以伤害性感受器C类神经元为主。 2.L5-VRT大鼠DRG内85﹪以上的TNF-α阳性神经元同时表达Nav1.3，抑制TNF-α的合成可缓解大鼠机械性痛过敏和抑制DRG上Nay1.3的表达，提示运动神经损伤引起的未损伤DRG内TNF-α上调是Nav1.3表达增加的促发因素。 3. 损伤运动神经(L5-VRT)可通过激活NF-kB、p38 MAPK和JNK信号通路调控未损伤的DRG神经元内Navl.3的表达。