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中枢神经系统A1型星形胶质细胞通过C3/C3aR调控神经元-胶质细胞对话参与术后急性疼痛向慢性疼痛转化的机制研究

批准号:
82071252
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
黄宇光
学科分类:
感觉障碍、疼痛与镇痛
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
黄宇光

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
中枢神经系统A1型星形胶质细胞极化可能在术后急性疼痛向慢性疼痛的转化中发挥关键作用。前期研究发现,术后急性疼痛与慢性疼痛有关,而星形胶质细胞在术后7~21 d持续活化;但关于星形胶质细胞极化类型,及其对术后慢性疼痛转化的作用尚未阐明。此次研究中我们提出,术后急性疼痛期,中枢神经系统星形胶质细胞内活化的NF-κB通过上调C3使细胞极化为A1型;A1型通过C3再作用于小胶质细胞和神经突触C3aR,可促进小胶质细胞向促炎M1型转化、降低其吞噬修复能力,并调控突触重塑,最终促使术后疼痛由急性向慢性转化。研究拟应用Il1α−/−Tnf−/−C1qα−/−敲除鼠、多种特异性敲低腺病毒,结合膜片钳、单细胞微流体高通量qPCR等生物技术,探讨中枢神经系统A1型在术后急性疼痛向慢性疼痛转化中的关键作用,及C3/C3aR对小胶质细胞和神经突触的调控,为今后靶向干预术后慢性疼痛的产生提供新思路和理论基础。
英文摘要
The reactive astrocytes in the CNS are promised to mediate the transition from acute to chronic postoperative pain. Our previous studies have found that acute pain could predict chronic ones, and astrocytes were activated from postoperative day 7 to 21. But it remains to be elucidated about the phenotype, function and modulation of reactive astrocytes in the transition period. In this study, we propose that, the astrocytes are polarized into A1 phenotype by activating NF-κB pathway to upregulate C3 expression after surgery. The C3 then combine with C3aR in the microglial and synapsis, which polarizing the microglial into M1 phenotype, decreasing its phagocytosis and modulating synaptic plasticity, finally promoting acute postoperative pain developed into chronic one. We plan to use Il1α−/−Tnf−/−C1qα−/− knockout rats, several cell-specific knockdown adenovirus, combine with biological techniques like patch clamp, single-cell microfluidic qPCR to study the function and modulation of A1 astrocytes in the transition period. By targeting inhibition of the transition of chronic postoperative pain, our study could provide new idea and theoretical basis for future clinical strategies.
尽管外科和显微技术在过去30年取得重大进步,但术后慢性疼痛发生率依然居高不下。我们前期研究显示,中枢神经系统A1型星形胶质细胞极化可能在术后急性疼痛向慢性疼痛的转化中发挥重要作用,但具体机制未知。通过建立开胸术后慢性疼痛模型和坐骨神经慢性压迫损伤模型,我们发现,慢性疼痛形成时,A1型活化的标记物C3通过作用于小胶质细胞上的C3aR和神经元上的C3aR发挥致痛作用。当干预C3(鞘内注射C3中和抗体、siRNA)的作用时,术后慢性疼痛的程度和发生率明显下降,小胶质细胞M1型活化减少,M2型活化增加,神经突触GluR1表达减少;而给野生型小鼠鞘内注射C3不仅会导致机械痛敏和冷痛敏,神经突触GluR1表达也会增加。当干预C3aR(鞘内注射C3aR拮抗剂、CaMKIIα-shC3aR1)的作用时,M1型活化降低,神经突触GluR1表达减少,机械痛阈值和冷痛阈值增加。同时,通过在体结合原代离体细胞实验,我们发现,星形胶质细胞内NF-κB活化可以增加C3表达,当鞘内使用NF-κB拮抗剂时,C3表达减少,同时机械痛阈值和冷痛阈值明细增加。这些结果表明,在术后慢性疼痛形成过程中,由星形胶质细胞内NF-κB活化启动的C3生成增加,可以分别通过作用于小胶质细胞C3aR受体及神经元C3aR受体,进而影响其表型和功能,最终导致慢性疼痛的发生;通过靶向干预NF-κB/C3/C3aR活化,或可降低术后慢性疼痛的发生率及严重程度。
血清IgG自身免疫复合物参与糖尿病神经病理性疼痛形成机制
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