骨癌痛是由于原发肿瘤生长或转移致骨破坏所引起的自发性或诱发性疼痛。约70%晚期乳腺癌患者出现骨转移,40%患者遭受顽固性疼痛,严重影响长期生存率。目前骨癌痛的临床阶梯式镇痛方法,因药物的剂量依赖性副作用明显而使镇痛效果受限,因此对其机制的研究尤为重要。目前研究认为,神经系统中的突触连接或突触传递在结构或功能上具有可修饰的特性,并在痛觉的感受和调节机制中有重要作用。突触前膜与后膜内肌动蛋白微丝的聚合与解聚,为突触间的递质传递及结构重塑提供重要的结构基础。在突触的特异性发育与精确调控过程中,轴突导向因子Semaphorin3a(Sema3a)参与突触前后膜的形成与调节,并在肿瘤中呈现不同程度的缺失。肌动蛋白解聚因子Cofilinl可接受上游磷酸化调节,在去磷酸化的激活状态下解聚肌动蛋白,并在Ser3位点接受磷酸化而失活。在突触前膜中,突触蛋白synapsin Ⅰ与肌动蛋白结合,调控突触囊泡的锚定与解离,影响神经递质的释放。在突触后膜中,肌动蛋白的变化可影响兴奋性谷氨酸AMPA受体向膜上嵌入。我们前期免疫荧光预实验的结果显示,Semma3a在脊髓背角浅层分布明显,可与突触前后膜的特异性标记物共定位,且定量结果显示骨癌痛中Sema3a与Cofilinl含量下降,提示Sema3a与Cofilinl可能参与骨癌痛的维持。据此我们推测Sema3a可能调节Cofilinl的磷酸化,使前膜中synapsin Ⅰ及后膜的AMPA受体发生改变,影响脊髓背角的兴奋性突触传递功能,从而维持骨癌痛的发生发展。本实验中,我们采用免疫荧光、Western blot及PT-PCR等方法,并构建Sema3a与Cofilinl的过表达慢病毒,来进一步探索磷酸化的Cofilinl(P-cofilin)、synapsin Ⅰ、AMPAR的含量变化以及它们之间的相互作用。结果显示,骨癌痛中P-cofilin/Cofilinl比值下降,磷酸化失活的Cofilinl含量明显下调,激活状态的Cofilinl比例增多,可促进肌动蛋白的重新组装;突触前膜内P-cofilin与synapsin Ⅰ共定位的比值比正常组升高3倍,synapsin Ⅰ含量下降失活,对突触囊泡的抑制作用解除;突触后膜中AMPAR增高,使兴奋性突触传递过程增强。给予Sema3a过表达慢病毒,P-cofilin水平恢复,synapsinⅠ上调,AMPAR下降,使大鼠的疼痛阈值升高,疼痛缓解。因此,本实验以期从一个新的角度揭示骨癌痛发生的机制,为临床靶向治疗提供有力的理论证据。