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背根神经节中的成纤维细胞在神经病理性痛调控中的作用及机制研究

批准号:
32071001
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李昌林
学科分类:
感觉与运动系统神经生物学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李昌林

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
背根神经节(DRG)中感觉神经元和卫星胶质细胞在神经病理性痛发病或调控机制的研究中都受到密切关注。成纤维细胞也是DRG的固有细胞之一,但其在正常和病理性痛调控中的作用至今都缺乏研究。DRG中卫星胶质细胞通过相互间的紧密连接而包裹着感觉神经元的胞体。但我们最近发现成纤维细胞定位在卫星胶质细胞外且相互连接分隔了相邻的神经元,发挥了“物理阻隔”作用。相比而言,成纤维细胞在大脑或脊髓中没有这种分布和功能。神经病理性痛情况下成纤维细胞的“物理阻隔”作用受损,而导致相邻的神经元形成可相互影响的“神经元群”。而神经元群的产生可能是病理性的机械性痛觉异常的重要发病原因。因此,本项目将从新的角度研究背根节中成纤维细胞在神经病理性痛调控中的作用和分子机制,以及成纤维细胞与卫星胶质细胞、感觉神经元的交互作用。本项目将拓展我们对神经病理性痛发病机制的认知,也将为镇痛药物研发提供新的方向。
英文摘要
Sensory neurons and satellite glial cells in the dorsal root ganglia (DRG) have been paid close attention in the study of the pathogenesis and regulatory mechanisms of neuropathic pain. Fibroblasts are also the intrinsic cells within DRG. However, their functions under normal and pathological pain condition have been poorly studied. In DRG, each soma of sensory neuron is enwrapped by a layer of satellite glial cells connecting tightly by gap junctions. But we discovered that fibroblasts were located outside the satellite glial cells, and were connected to each other to separate adjacent sensory neurons by playing a "physical blocking" role. Comparatively, fibroblasts in the brain or spinal cord did not show the distinct distribution, or have the specific function. Under neuropathic pain condition, the "physical blocking" of fibroblasts was impaired, resulting in the formation of the neuron group by adjacent sensory neurons that could interacted with each other. The abnormal neuron group could be an important cause of pathologic mechanical allodynia. Therefore, we would study the role and molecular mechanism of fibroblasts underlying the regulation of neuropathic pain in this project from. We would explore the interaction between fibroblasts, satellite glial cells and sensory neurons under pathologic pain. This project will expand our understanding of the pathogenesis of neuropathic pain, and provide a new perspective for the development of analgesics.
成纤维细胞也是背根神经节(DRG)的固有细胞之一,但其在正常和病理性痛调控中的作用至今都缺乏研究。单细胞测序分析揭示Smoc2基因特异性表达在成纤维细胞中。形态学实验证实Smoc2蛋白不表达在DRG神经元和卫星胶质细胞中,而只表达在成纤维细胞中。Smoc2蛋白分泌到细胞外,定位于细胞外基质中。在DRG中,卫星胶质细胞通过相互间的紧密连接而包裹着感觉神经元的胞体,而Smoc2蛋白定位的细胞外基质包绕了卫星胶质细胞及被包裹的DRG神经元胞体,提示Smoc2蛋白定位的细胞外基质在相邻的DRG神经元间可能发挥了“物理阻隔”作用。Smoc2基因缺失小鼠只表现出机械性阈值的降低,但其运动能力、伤害性热感受和痒觉感受都未有改变。形态学实验结果提示Smoc2基因缺失小鼠的DRG中Smoc2蛋白定位的细胞外基质发挥的“物理阻隔”作用受损,而导致相邻神经元成群的数量显著增加。在体钙成像结果显示,在Smoc2基因缺失小鼠上伤害性机械刺激可导致DRG神经元的偶联激活显著增加,外源性Smoc2蛋白可抑制该表型。我们发现Smoc2蛋白可与P2X7蛋白相互作用,在细胞系上可抑制其功能。在体钙成像实验揭示,P2X7的特异性拮抗剂可抑制Smoc2基因缺失小鼠上伤害性机械刺激可导致DRG神经元的偶联激活显著增加。上述结果提示成纤维细胞分泌的Smoc2蛋白在细胞基质中可抑制卫星胶质细胞中表达的P2X7受体的功能而维持了机械性阈值。在炎性痛模型下,小鼠DRG中Smoc2定位的细胞外基质的“物理阻隔“作用受损,DRG神经元成群的数量显著增加,伤害性机械刺激引起的偶联激活增加,而外源Smoc2蛋白可显著减少炎性痛模型下的偶联激活增加。我们发现了成纤维细胞Smoc2蛋白在DRG中的作用与机制,并提出了“伤害性机械感受”的新机理。相关论文在《J Neurosci》杂志发表,并是当期的推荐论文。
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