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青藤碱调控脊髓背角CB1R-HCN通路发挥抗神经病理性疼痛作用的机制研究

批准号:
81903595
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
朱梦叶
依托单位:
学科分类:
神经精神药物药理
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:

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项目成果

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中文摘要
神经病理性疼痛(NP)发病率高且发病机制复杂,临床治疗现状差强人意。近年研究报道,青藤碱(中药青风藤单体碱)具有良好抗NP作用,机制可能与改变痛觉传递通路中神经元兴奋性有关。超极化激活环核苷酸门控(HCN)通道参与影响神经元兴奋性,其表达和功能受I型大麻素受体(CB1R)调控;HCN通道及其介导的电流Ih异常是NP形成的关键机制。课题组前期研究发现:青藤碱可下调NP导致的脊髓背角HCN通道(HCN2亚型)的表达增加,并减小脊髓背角胶状质(SG)神经元的Ih。因此我们推测:青藤碱可能通过作用于脊髓背角CB1R、改变HCN通道表达及功能、影响SG神经元兴奋性发挥抗NP效应。为证实该假说,我们将建立NP小鼠模型,应用电生理学、分子生物学、组织学等技术,从离体-在体双水平揭示脊髓背角“CB1R-HCN”通路在青藤碱抗NP过程中的作用机制,为青藤碱临床应用奠定坚实的理论基础。
英文摘要
Neuropathic pain (NP) is a chronic, complex condition with high prevalence and can seriously impact patients’ physiological and psychosocial function. Current treatment of NP is often unsatisfactory. Recent studies suggest that sinomenine, a principal ingredient of traditional Chinese medicine, is able to alleviate NP. Although, the central mechanisms of its antinociceptive effect is not fully elucidated, it may related with the alteration of neuronal excitability along the nociceptive pathway. Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation (HCN) channels, which expression and function affected by cannabinoid receptor 1 (CB1R), contribute to regulate neuronal excitability in the central nervous system. As reported previously, HCN channelopathy and hyperpolarization-activated current (Ih) abnormality plays a critical role in the development and maintenance of NP. Our preliminary studies found that the expression levels of HCN2 protein, a subtype of HCN channels, were significantly upregulated in the condition of NP, and sinomenine could decrease the abnormal expression and inhibit Ih in substantia gelatinosa (SG) neurons. Therefore, we hypothesize that sinomenine may exert antinociceptive effect via affecting CB1R in the spinal dorsal horn, which would further result in alterations of HCN channels’ expression and function, and influence the excitability of SG neurons. Here, by using electrophysiological, molecular biological together with immunohistochemistrical methods, we will elucidate the role of “CB1R-HCN” pathway in the anti-NP effect of sinomenine in both in vivo and in vitro aspects, and thus provide novel theoretical foundation for its clinical application.
神经病理性疼痛(NP)是一种临床难治性顽疾,其临床治疗以抗癫痫药、抗抑郁药等药物干预为主,但上述药物疗效有限且易致众多不良反应。寻求副作用小、可有效治疗NP的新药物已成为疼痛基础与临床研究领域刻不容缓的前沿课题。近年研究报道,青藤碱具有良好的抗NP作用,但其镇痛机制尤其是中枢机理尚未阐明。脊髓背角胶状质区(SG)内神经元兴奋性改变是包含NP在内的慢性疼痛性疾病发生发展的关键因素。超极化环核苷酸门控(HCN)通道参与影响神经元兴奋性,该通道表达及其介导的Ih电流异常与病理痛的形成密切相关。为明确脊髓背角HCN通道在青藤碱抗NP过程中的作用及潜在机制,本项目在建立NP小鼠模型的基础上,综合应用电生理学、免疫荧光化学、分子生物学、行为学等离体、在体技术手段开展实验,以期揭示青藤碱镇痛的脊髓机制,为青藤碱临床应用奠定坚实的理论基础。本项目主要结果为:1)HCN通道四种亚型在脊髓背角浅层的神经元胞体上均有分布,且胞体表达HCN通道的浅层神经元主要为兴奋性神经元;2)与不表达Ih的SG神经元相比,表达Ih的神经元具有更高的内在兴奋性,给予HCN通道阻滞剂ZD7288抑制Ih可降低SG神经元兴奋性;3)I型大麻素受体(CB1R)在脊髓背角浅层及深层均有分布,且多在细胞膜以及细胞膜外部分表达,与HCN4存在共染,而与HCN1-3几乎不共染;离体电生理记录过程中灌流CB1R激动剂WIN55,212持续灌流可减低Ih振幅;4)坐骨神经部分结扎(PSNL)致NP小鼠术侧脊髓背角浅层HCN2蛋白表达增加,并伴HCN通道功能增强;5)腹腔注射青藤碱(40 mg/kg/d)显著缓解PSNL小鼠的机械痛敏和热痛敏;青藤碱给药逆转了PSNL后脊髓背角浅层HCN2的表达增加以及HCN通道功能的增强,并降低了NP状态下SG神经元的兴奋性;6)离体灌流青藤碱可快速、呈剂量依赖性地下调Ih振幅与电流密度(半数有效抑制浓度为317 μM),并显著抑制SG神经元动作电位发放。综上,本项目研究表明,青藤碱抑制脊髓背角浅层HCN通道的表达与功能,下调SG神经元兴奋性可能是其发挥抗NP作用的关键中枢机制之一。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Thalamocortical Circuit Controls Neuropathic Pain via Up-regulation of HCN2 in the Ventral Posterolateral Thalamus.
丘脑皮质回路通过上调丘脑腹侧后外侧 HCN2 控制神经性疼痛
DOI: 10.1007/s12264-022-00989-5
发表时间: 2023-05
期刊: NEUROSCIENCE BULLETIN
影响因子: 5.6
作者: [Yan, Yi, Zhu, Mengye, Cao, Xuezhong, Xu, Gang, Shen, Wei, Li, Fan, Zhang, Jinjin, Luo, Lingyun, Zhang, Xuexue, Zhang, Daying, Liu, Tao]
通讯作者: Liu, Tao
Clinical efficacy of transforaminal endoscopic discectomy in the treatment of recurrent lumbar disc herniation: a single-center retrospective analysis.
经椎间孔镜椎间盘切除术治疗复发性腰椎间盘突出症的临床疗效:单中心回顾性分析
DOI: 10.1186/s12891-023-06148-9
发表时间: 2023-01-12
期刊: BMC musculoskeletal disorders
影响因子: 2.3
作者: []
通讯作者:
Different approaches to percutaneous endoscopic lumbar discectomy for L5/S1 lumbar disc herniation: a retrospective study
经皮内镜腰椎间盘切除术治疗 L5/S1 腰椎间盘突出症的不同方法:一项回顾性研究。
DOI: 10.1080/02688697.2020.1861218
发表时间: 2020-12-09
期刊: BRITISH JOURNAL OF NEUROSURGERY
影响因子: 1.1
作者: [Yan, Yi, Zhu, Mengye, Zhang, Daying]
通讯作者: Zhang, Daying
丘脑-皮层投射在Shank3自闭症小鼠痛觉异常中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82260225
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    33万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    朱梦叶
  • 依托单位:
国内基金
海外基金