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神经病理性疼痛(Neuropathic Pain,NP)是指由躯体感觉神经系统的损伤或疾病所直接引起的疼痛。神经病理性疼痛的产生原因很多,包括物理,化学损伤,代谢性复合性神经病变外伤,代谢紊乱,感染,中毒,血管病变,肿瘤,神经压迫等多种病因均会导致中枢或外周性神经损伤,从而进·步导致神经病理性疼痛的产生。神经病理性疼痛发病机制可概括为外周机制和中枢机制。脊髓及脊髓水平以上的中枢敏化,是神经病理性疼痛产生和维持的重要因素。趋化因子(chemokine)是一类在损伤后诱导白细胞向损伤部位迁移、聚集的具有细胞因子活性的小分子。在中枢神经系统,小胶质细胞,星形胶质细胞以及神经元(包括初级传入神经元和脊髓背角的二级神经元)均能合成趋化因子以及相应的受体,提示趋化因子同样参与了痛觉的传递。近年来,学者们进行了大量关于趋化因子和疼痛的相关性研究。作为近期比较热门的趋化因子,CXCL12及其受体CXCR4在病理病理性疼痛中的调控作用越来越受到重视。目的:探讨CXCL12/CXCR4信号通路是否通过中枢敏化机制调控脊神经结扎(SNL)后神经病理性疼痛的发生和发展。方法:1、制作大鼠SNL模型并评估神经病理性疼痛的发生和发展。2、通过免疫荧光组织化学染色和蛋白质印迹法检测CXCL12及其受体CXCR4的表达和分布。3、通过行为学测试研究外源性CXCL12,CXCL12中和型抗体,CXCR4拮抗剂和星形胶质细胞的代谢抑制剂对正常或者SNL模型的大鼠的痛觉敏感性或神经病理性疼痛的影响。4、通过RT-PCR检测c-Fos和CGRP mRNA的表达水平以评估神经元兴奋性;检测GFAP和iba-1的mRNA水平来评估星形胶质细胞和小胶质细胞的活化;检测促炎症因子(TNF-α,IL-1β和IL-6)评估神经炎症的发展过程;同样方法检测星形胶质细胞源性的神经病理性疼痛相关调节因子(Connexin 30,Connexin 43,EAAT 1,EAAT2)基因的表达水平。结果:1、大鼠SNL损伤后引起了典型的神经病理性疼痛的行为学表现,同时伴有胶质细胞的激活以及促炎症因子表达的增加。SNL模型同样引起相应脊髓节段CXCL12和CXCR4蛋白的表达上调。2、在SNL模型中,CXCL12主要在神经元中表达,而CXCR4在脊髓背角的星形胶质细胞和神经元中均有表达。3、鞘内注射外源性CXCL12能够诱导正常大鼠的痛觉过敏状态,并且能够被星形胶质细胞的代谢抑制剂fluorocitrate部分逆转。此外,CXCL12还能够增加c-Fos,GFAP和iba-1的mRNA水平。4、单次鞘内注射CXCL12中和性抗体能够短暂逆转大鼠SNL模型引起的神经性疼痛的发生。连续使用CXCL12中和性抗体能够使神经病理性疼痛的发生出现明显的延迟,并减少脊髓背角中GFAP和iba-1的蛋白表达。5、鞘内注射CXCR4拮抗剂AMD3100同样能够抑制神经性疼痛的发生并部分缓解神经性病理性疼痛的持续。进一步研究证实AMD3100是通过降低神经细胞兴奋性(c-Fos,CGRP),减少胶质细胞活化(GFAP,iba-1)以及减少促炎症因子(TNF-α,IL-1β和IL-6)的表达来实现上述作用。不仅如此,CXCR4拮抗剂AMD3100还能够引起其定位细胞星形胶质细胞源性的神经病理性疼痛调节因子表达的上调或下调,其中Connexin 30和Connexin 43表达降低,而EAAT 1和EAAT 2 mRNA水平增加。结论:CXCL12/CXCR4信号通路能够通过中枢敏化机制以及神经元和星形胶质细胞的相互作用来调控SNL模型引起的神经病理性疼痛的发生和发展过程。有效干预CXCL12/CXCR4轴是治疗神经病理性疼痛的一种有效方法。