BDNF在脊髓背角突觸傳遞中的作用及其機(jī)制.pdf

1、本項目中，我們將在正常和病理性疼痛大鼠中研究BDNF對脊髓背角C纖維誘發(fā)電位LTP的影響及其機(jī)制，并探討在神經(jīng)病理性疼痛產(chǎn)生和維持中的作用和意義。這對了解脊髓背角突觸傳遞可塑性變化、闡明病理性疼痛的中樞機(jī)制具有重要的理論意義，對臨床治療病理性疼痛和尋找新的鎮(zhèn)痛藥物靶點具有重要的實際意義。 第1部分 BDNF對脊髓背角的突觸傳遞的作用及其機(jī)制在正常成年SD大鼠或SNI大鼠的脊髓背角淺層，用鎢絲微電極記錄C-纖維誘發(fā)電位幅度的變化來

2、觀察BDNF在脊髓背角C-纖維突觸傳遞中的作用和機(jī)制，并以此來探討B(tài)DNF在病理性疼痛中的作用。實驗結(jié)果表明： (1)外源BDNF能夠在正常大鼠脊髓背角誘導(dǎo)C-纖維誘發(fā)場電位的晚期LTP，但不能在神經(jīng)損傷大鼠中誘導(dǎo)C-纖維誘發(fā)場電位的LTP。 (2)酪氨酸激酶的抑制劑K252a和特異性的BDNF清道夫TrkB-Fc可抑制BDNF誘導(dǎo)的晚期LTP，表示BDNF的突觸增強(qiáng)作用是由TrkB受體介導(dǎo)的。 (3)蛋白質(zhì)合成

3、抑制劑茴香霉素徹底阻斷BDNF誘發(fā)的LTP。 (4)阻斷TrkB信號途徑能抑制LFS-LTP而對HFS-LTP沒有作用。 (5)脊髓BDNF誘導(dǎo)的LTP咬合電刺激誘導(dǎo)的晚期LTP而非早期LTP。 (6)BDNF誘導(dǎo)的LTP被NMDA受體阻斷劑MK-801，ERK抑制劑PD98059，p38 MAPK抑制劑SB203580或NF-kB抑制劑PDTC所阻斷，但不能被JNK抑制劑SP600125所抑制。 (7

4、)利用膠質(zhì)細(xì)胞抑制劑(氟代檸檬酸，F(xiàn)C)或小膠質(zhì)細(xì)胞選擇性抑制劑美滿霉素(minocycline，Mino)阻斷了BDNF誘導(dǎo)的脊髓背角LTP。免疫組化也證實BDNF誘導(dǎo)LXP的同時激活了小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。 (8)SFKs的抑制劑PP2和SI-J6656都能抑制了脊髓BDNF-LTP。上述結(jié)果提示，BDNF在正常大鼠蛋白合成依賴的晚期LTP中起關(guān)鍵性的作用，并通過TrkB受體，MNDA，NF-kb，和ERK信號通路來增

5、強(qiáng)脊髓背角C-纖維的突觸傳遞，并且激活的膠質(zhì)細(xì)胞通過p38 MAPK和SFKs激酶的激活直接介導(dǎo)這一過程第2部分 BDNF在坐骨神經(jīng)的不同分支中的表達(dá)情況及其作用以前的研究顯示損傷坐骨神經(jīng)既可誘導(dǎo)LTP，又能產(chǎn)生病理性疼痛(Wall PD，1974)。在這一部分我們將觀察損傷坐骨神經(jīng)的不同分支(GS神經(jīng)或腓腸神經(jīng))是否能產(chǎn)生與坐骨神經(jīng)主干一樣的效果。 本研究中，我們將通過免疫熒光組織化學(xué)和免疫熒光雙染來觀察成年大鼠SNI和只剪

6、斷純感覺的sural神經(jīng)后不同時間DRG和脊髓背角BDNF的表達(dá)及其組織學(xué)定位來探討其可能機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)： (1)HFS或剪斷GS神經(jīng)誘導(dǎo)C-纖維誘發(fā)電位LTP和產(chǎn)生痛覺過敏，而只刺激或剪斷sural神經(jīng)只引起E-LTP或不引起LTP和神經(jīng)病理性疼痛。 (2)脊髓局部給予10pg／ml BDNF能夠易化HFS在sural神經(jīng)上誘導(dǎo)LTP。 (3)在部分坐骨神經(jīng)損傷模型(spared nerve injure

7、d，SNI)中，10pg／ml BDNF或HFS都能在sural神經(jīng)上誘導(dǎo)LTP。 (4)SNI模型后3d，BDNF-IR在L5 DRG大、小神經(jīng)元中表達(dá)都上調(diào)，且只見于受損傷的神經(jīng)元中；在脊髓背角的神經(jīng)末梢和神經(jīng)元都表達(dá)增多，7d后進(jìn)一步增加。 (5)只剪斷sural神經(jīng)，BDNF的表達(dá)未見增加，少量有BDNF-IR表達(dá)的神經(jīng)元見于未損傷即非sural神經(jīng)元。上述結(jié)果顯示在坐骨神經(jīng)的sural分支中沒有BDNF的表

8、達(dá)，因此，我們以為BDNF在脊髓背角晚期LTP及其病理性疼痛的維持中起著至關(guān)重要的作用。 結(jié)論:1.在正常大鼠脊髓背角，BDNF誘導(dǎo)C-纖維誘發(fā)場電位的L-LTP。 2.BDNF增強(qiáng)脊髓背角突觸傳遞的作用是通過TrkB，NMDA，ERK，p38 MAPK和NF-kappa B信號通路實現(xiàn)的。 3.BDNF主要通過激活膠質(zhì)細(xì)胞及其細(xì)胞內(nèi)的SFKs激酶來參與脊髓背角C-纖維誘發(fā)場電位的LTP。 4.坐骨神經(jīng)