脊髓水平GR-NPAS4信号通路对GABA能抑制性突触的调节在术前焦虑加重术后疼痛中的作用
批准号:
81471129
项目类别:
面上项目
资助金额:
70.0 万元
负责人:
马正良
依托单位:
学科分类:
感觉障碍、疼痛与镇痛
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘玥、张伟、夏天娇、侯百灵、张娟、张睿、陆翠娥、代淑红、李璐
中文摘要
术前焦虑加重术后疼痛是临床常见现象,其机制尚未明确。我们前期实验发现,术前焦虑可使切口痛大鼠术后疼痛明显加重,且持续时间延长,该现象同时伴随脊髓水平抑制性神经递质GABA释放减少及GABAA受体γ2亚基表达下调。研究提示,转录因子NPAS4在抑制性突触形成和维持的功能依赖性调节中具有关键作用。应激可通过激活糖皮质激素受体(GR)而显著下调海马NPAS4的表达水平,从而抑制GABA能抑制性突触的形成和功能,参与应激诱导的神经功能失调。我们提出假说:术前焦虑通过脊髓神经元GR-NPAS4信号通路,抑制GABA能抑制性突触的形成及突触囊泡释放GABA,最终导致术后疼痛的加重和延长。我们拟通过干预上述信号通路中的关键靶点,检测GABA囊泡释放量及GABA能抑制性突触相关蛋白的表达,在离体和在体水平探讨术前焦虑加重术后疼痛的分子机制,为临床防治与焦虑相关的术后疼痛提供新的策略。
英文摘要
Preoperative anxiety is a clinically significant problem for many patients undergoing surgery, and is associated with the prolonged and exacerbated postoperative pain. However, the molecular mechanisms are still unclear. Our previous studies demonstrated that preoperative anxiety resulted in exacerbated and prolonged mechanical allodynia that lasted up to 30 postoperative days in a rat model of incisional pain. The decrease in inhibitory neurotransmitter GABA release and the down-regulation of GABAA receptor γ2 subunit in spinal cord may participate in the mechanism of this phenomenon. Studies in vitro indicated that transcription factor Neuronal Per Arnt Sim (PAS) domain protein 4 (NPAS4) palys an important role in the activity-dependent regulation of inhibitory synapse. Stress can down-regulate the expression of NPAS4 via glucocorticoid receptor (GR) in hippocampus, inhibit the development and function of GABAergic inhibitory synapse, and contribute to the stress-induced brain dysfunction. As mentioned above, we hypothesize that preoperative anxiety can derectly inhibit the release of GABA and the development of GABAergic inhibitory synapse via the neuron GR-NPAS4 signaling pathway in spinal cord. The imbalance of inhibitory synapse function and excitatory synapse function results in the exacerbated and prolonged postoperative pain. The spinal neuron cultivation, pain behaviors measurement, microdialysis, western blot, chromatin immunoprecipitation assay and immunofluorescence technique will be applied to investigate the release of GABA and the expression of the inhibitory synaptic proteins, and to investigate the spinal mechanisms of preoperative anxiety-induced exacerbated and prolonged postoperative pain in vivo and in vitro. The implementation of this project provides novel intervention targets for the prophylaxis and treatment of preoperative anxiety-related postoperative pain.
术前焦虑加重术后疼痛是临床常见现象,严重影响患者生活质量。我们前期研究发现,术前焦虑可使切口痛大鼠术后疼痛明显加重,且持续时间延长,该现象同时伴随脊髓水平抑制性神经递质GABA释放减少及GABAA受体γ2亚基表达下调。文献提示,转录因子NPAS4在抑制性突触形成和维持的功能依赖性调节中具有关键作用。应激可通过激活糖皮质激素受体(GR)而显著下调海马NPAS4的表达水平,从而抑制GABA能抑制性突触的形成和功能,参与应激诱导的神经功能失调。本项目首先建立了术前单次延长应激(SPS)诱发术后慢性疼痛的大鼠模型,在离体和在体水平深入探讨了术前焦虑与术后慢性疼痛之间的机制关联。研究结果显示:①术前焦虑应激引起大鼠切口手术后血皮质酮(GCs)水平升高,通过脊髓神经元GR-NPAS4信号通路,下调GABA能抑制性突触相关蛋白及其mRNA的水平(GABARα1,GABARγ2,GAD65,GAD67,VGAT),并抑制神经递质GABA的释放,导致术后疼痛的加重和延长。②术前焦虑应激引起的GCs升高对脊髓小胶质细胞具有敏化作用,敏化的小胶质细胞在切口手术作用下进一步被激活,在术后慢性疼痛的起始阶段发挥关键作用;α7nAchR的活化通过调控小胶质细胞介导的促炎性反应,预防术后慢性疼痛的发生。③术前焦虑应激引起的GCs升高通过作用于星形胶质细胞上SGK1激活星形胶质细胞,并促进细胞内ATP释放至细胞外,在术后慢性疼痛的维持阶段发挥关键作用。本项目揭示了术前焦虑应激对脊髓神经元与胶质细胞的影响,及其在术后慢性疼痛中的作用机制,为临床防治与焦虑相关的术后疼痛提供了新的策略与理论依据。
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
登录
查看更多内容
Persistent mitoK(ATP) Activation Is Involved in the Isoflurane-induced Cytotoxicity
持续的 mitoK(ATP) 激活参与异氟醚诱导的细胞毒性
DOI:
10.1007/s12035-016-9710-z
发表时间:
2017
期刊:
MOLECULAR NEUROBIOLOGY
影响因子:
5.1
作者:
[Yang Yan, Chen Xiufang, Min Haiyan, Song Shiyu, Zhang Juan, Fan Shanshan, Yi Long, Wang Hongwei, Gu Xiaoping, Ma Zhengliang, Gao Qian]
通讯作者:
Gao Qian
DOI:
10.1016/j.mehy.2017.03.021
发表时间:
2017-06
期刊:
Medical hypotheses
影响因子:
4.7
作者:
[Zuoxia Zhang;Zhengliang Ma]
通讯作者:
Zuoxia Zhang;Zhengliang Ma
CREB-regulated transcription coactivator 1 enhances CREB-dependent gene expression in spinal cord to maintain the bone cancer pain in mice.
CREB调节的转录共激活因子1增强脊髓中CREB依赖性基因表达以维持小鼠骨癌疼痛
DOI:
10.1177/1744806916641679
发表时间:
2016
期刊:
Molecular pain
影响因子:
3.3
作者:
[Liang Y, Liu Y, Hou B, Zhang W, Liu M, Sun YE, Ma Z, Gu X]
通讯作者:
Gu X
DOI:
10.2147/jpr.s158737
发表时间:
2018
期刊:
Journal of pain research
影响因子:
2.7
作者:
[Dai S, Qi Y, Fu J, Li N, Zhang X, Zhang J, Zhang W, Xu H, Zhou H, Ma Z]
通讯作者:
Ma Z
The activation of spinal astrocytes contributes to preoperative anxiety-induced persistent post-operative pain in a rat model of incisional pain
脊髓星形胶质细胞的激活导致大鼠切口痛模型中术前焦虑引起的持续性术后疼痛
DOI:
10.1002/ejp.596
发表时间:
2015-05-01
期刊:
EUROPEAN JOURNAL OF PAIN
影响因子:
3.6
作者:
[Liu, Y., Hou, B., Gu, X.]
通讯作者:
Gu, X.
共 23 条
小胶质细胞介导的杏仁核环路可塑性在术前焦虑诱导慢性术后疼痛中作用和机制的研究
-
批准号:82371230
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:49万元
-
批准年份:2023
-
负责人:马正良
-
依托单位:
星形胶质细胞突触吞噬异常诱导的脊髓兴奋/抑制失衡在骨癌痛形成中的作用
-
批准号:--
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55万元
-
批准年份:2021
-
负责人:马正良
-
依托单位:
基于EndoMT探讨HECW2可变剪接通过抑制Dab1信号调控血管-神经通信在睡眠剥夺致术后慢性疼痛中的作用机制
-
批准号:81971044
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:马正良
-
依托单位:
脊髓水平外周Th17/Treg细胞迁移介导小胶质细胞极化在骨癌痛形成中的作用
-
批准号:81671087
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:60.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:马正良
-
依托单位:
CREB-miR-212/132-TORC1-CREB信号通路反馈性调控网络在骨癌痛维持中的作用
-
批准号:81171048
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55.0万元
-
批准年份:2011
-
负责人:马正良
-
依托单位:
脊髓水平KIF17-mLin10-NR2B转运通路在骨癌痛发生中的作用
-
批准号:81070892
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:32.0万元
-
批准年份:2010
-
负责人:马正良
-
依托单位:
国内基金
海外基金