早期高频脊髓电刺激对神经病理性疼痛SNL大鼠的镇痛效果及机制研究

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目的:神经病理性疼痛属于慢性疼痛,是临床常见多发病,治疗棘手。脊髓电刺激治疗技术常作为神经病理性疼痛的最终治疗手段。已有研究发现,神经病理性疼痛的痛敏机制在早期即已启动,这可能是神经损伤所引发的级联反应。而一旦中枢敏化发生,临床治疗效果皆随之下降。因而早期进行神经病理性疼痛的规范治疗,干预其痛敏发生机制,是抑制神经病理性疼痛发展的有力措施。以往脊髓电刺激无法早期应用,是因其舒适度欠佳。而高频脊髓电刺激作为一种新型的神经调制技术,已去除了传统脊髓电刺激的麻木感,使其早期应用具备了可行性。虽有研究证实,脊髓电刺激可调控神经递质、神经介质的改变,但脊髓电刺激的不同刺激频率、应用时机的镇痛效果及与神经病理性疼痛的发生、发展过程中所伴随的分子生物学机制之间的关系,仍不明确。自噬作为维持细胞稳态的重要机制,在神经病理性疼痛中亦发生改变,近期研究发现,在神经病理性疼痛中,自噬发生晚期受阻,而应用m TOR的抑制剂雷帕霉素,可通过激活自噬而缓解疼痛。早期实验结果发现,对神经病理性疼痛大鼠早期应用高频脊髓电刺激治疗,在缓解痛敏症状的同时,亦会对大鼠脊髓背角组织的自噬状态产生影响。因此研究神经病理性疼痛晚期自噬受阻的具体机制,以及寻找可以调节神经病理性疼痛自噬晚期的方法,以及探寻高频脊髓电刺激的镇痛作用的分子机制,对于改善神经病理性疼痛的治疗效果具有重大意义。研究方法:选择雄性SD大鼠,采用SNL模型。比较sham组、SNL组、早期高频刺激治疗组、早期低频刺激治疗组的机械缩足阈值;比较sham组、SNL组、早期高频刺激治疗组、晚期高频刺激治疗组的机械缩足阈值;比较sham组、SNL组、早期高频刺激组各组大鼠脊髓背角的自噬标记物LC3、p62,以及溶酶体相关蛋白LAMP2、CTSD的变化,评估SNL大鼠脊髓背角自噬流以及溶酶体功能的变化情况,以及早期高频脊髓电刺激对其的影响。通过比较SNL组、早期高频刺激治疗组、早期高频脊髓电刺激治疗+氯喹组的行为学变化、自噬标记物p62的蛋白表达变化,评估早期高频脊髓电刺激的镇痛效果与SNL大鼠脊髓背角自噬流,以及溶酶体功能之间的关系。借助PTEN抑制剂(bpv),比较sham组、SNL组、早期高频刺激治疗组、早期高频脊髓电刺激治疗+bpv组大鼠的机械缩足阈值、脊髓背角自噬标记物LC3、p62的蛋白表达变化、溶酶体相关蛋白LAMP2、CTSD的蛋白表达变化、以及TFEB核浆分布比例、PTEN-Akt-m TOR信号通路蛋白表达的变化情况,评估早期高频脊髓电刺激治疗效果与PTEN-Akt-m TOR信号通路以及TFEB核浆分布的关系。通过免疫荧光双染及共聚焦显微镜,观察早期高频脊髓电刺激对于SNL大鼠脊髓背角自噬流、溶酶体状态、TFEB核浆分布的调节作用所发生的细胞类型。结果:1、早期高频脊髓电刺激较早期低频脊髓电刺激,在刺激停止后,其镇痛效应维持时间更长;与晚期高频脊髓电刺激比较,早期高频脊髓电刺激即时镇痛效果更好。2、SNL组的LC3II/LC3I和p62异常上升,早期高频脊髓电刺激能够降低SNL大鼠的LC3II/LC3I和p62显著上升;在分别应用氯喹后,SNL组的LC3II/LC3I和p62未见继续上升;而sham组和早期高频脊髓电刺激治疗组的LC3II/LC3I和p62均出现明显增加。提示SNL大鼠脊髓背角自噬流晚期受阻,且可被早期高频脊髓电刺激所缓解。3、SNL组中,LAMP2及成熟CTSD下降,TFEB核内比例降低;早期高频脊髓电刺激可缓解SNL手术所造成的的这种溶媒体相关指标异常。4、应用自噬晚期抑制剂氯喹可以大大缩减早期高频脊髓电刺激的刺激停止后镇痛维持时间。5、应用bpv进行抑制早期高频脊髓电刺激治疗组大鼠的脊髓PTEN-Akt-m TOR信号通路后,早期高频脊髓电刺激对SNL造成的自噬流晚期受阻、溶酶体指标异常的调节效果降低、早期高频脊髓电刺激的刺激停止后镇痛维持效果大幅削弱。6、应用共聚焦免疫荧光技术分析,可见早期高频脊髓电刺激对于SNL大鼠脊髓背角自噬流、溶酶体状态、TFEB核浆分布的调节作用主要发生在大鼠脊髓背角浅层的神经元中。结论:1、早期应用高频脊髓电刺激具有更好的镇痛效果。2、神经病理性疼痛SNL大鼠的脊髓背角的自噬状态呈现晚期受阻、溶酶体功能受损。早期高频脊髓电刺激可缓解神经病理性疼痛引起的溶酶体功能下降及自噬流晚期受阻。早期高频脊髓电刺激发挥的对神经病理性疼痛的电刺激停止后的镇痛作用与其对神经病理性疼痛大鼠脊髓背角的自噬流改善、溶酶体功能的改善具有相关性。3、早期高频脊髓电刺激对神经病理性疼痛SNL大鼠脊髓背角的自噬流晚期受阻的改善以及其优秀的镇痛效果,与其抑制PTEN-Akt-m TOR信号通路及改善TFEB核浆分布、溶酶体功能有关,且改调节作用主要发生在大鼠脊髓背角浅层的神经元细胞中。
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