小胶质细胞CR3依赖性突触剪切与NR2B受体介导脊髓损伤后神经痛易感/非易感的机制研究
批准号：
82060221
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
34.0 万元
负责人：
公维义
依托单位：
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：
公维义
项目摘要
结项摘要
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中文摘要
阐明脊髓损伤（SCI）后神经痛形成机制，寻找治疗靶点是重要的科学问题。前期研究证明SCI动物呈现神经痛易感和非易感性，转录组测序显示易感动物损伤脊髓补体受体3（CR3）及其配体C3基因下调，而NR2B基因上调，免疫组化进一步确认易感动物脊髓背角NR2B显著升高。有研究表明小胶质细胞通过补体通路介导突触剪切，促进突触成熟。NR2B主要分布于突触周围并参与疼痛形成和维持，过度激活表现兴奋性毒性。那么，小胶质细胞和NR2B是否参与SCI后神经痛形成？基于现有文献和前期基础，我们提出SCI激活NR2B，抑制小胶质细胞CR3依赖性突触剪切作用，形成大量未成熟突触，激活的NR2B升高未成熟突触兴奋性，诱导SCI后神经痛形成的科学假说。本项目通过研究小胶质细胞和NR2B在SCI后神经痛形成中的作用，探讨调控小胶质细胞突触剪切作用和NR2B治疗SCI后神经痛的可行性，为确立SCI后神经痛防治提供科学依据。
英文摘要
To clarify the mechanism of neuropathic pain after spinal cord injury (SCI) and draw a new therapeutic targets for neuropathic pain due to SCI. A small pilot study has demonstrated the differential susceptibility of neuropathic pain in a rat model of SCI. Quantifying the RNA-Seq analysis reveals that expression of complement receptor 3 (CR3) and C3 mRNA significantly decreased and expression of NR2B mRNA significantly increased in spinal cord from animals with neuropathic pain. Immunohistochemistry further confirmed the increased expression of NR2B in dorsal horn from animals with neuropathic pain. Documents confirm that microglia plays a key role in synaptic maturation, and complement proteins near immature synapses combine with microglial CR3 that induce synaptic pruning by microglial phagocytosis. NR2B preferentially distributes in the extrasynaptic regions and hyperactivity of NR2B exhibits neurotoxicity. Whether NR2B and microglial CR3 -dependent synaptic pruning contribute to neuropathic pain after SCI? Based on the theoretical framework and our pilot study, we hypothesize that spinal cord injury impairs microglial CR3-dependent synaptic pruning followed by an excess of immature synapses, NR2B activation triggers the immature synapses that contribute to neuropathic pain. The current experiment is designed to investigate the effect of NR2B and microglia for neuropathic pain due to SCI, and to explore the feasibility to regulate NR2B and microglial synaptic pruning for management of neuropathic pain after SCI. The scientific evidence will be provided for prevention and treatment of neuropathic pain after SCI.
高达40-80%的脊髓损伤患者遭受严重神经痛的折磨，目前尚无确切的治疗方法，为何仅部分脊髓损伤患者形成神经痛的机制尚不清楚。小胶质细胞在脊髓损伤后表现为神经损伤和神经保护的矛盾作用，是否与脊髓损伤后神经痛差异化形成相关？本研究通过建立脊髓损伤动物模型，明确神经痛行为学和生理、病理学差异，并对小胶质细胞通过CR3通路突触修剪作用在脊髓损伤后神经痛形成中的作用进行研究。同时，研究了NR2B受体如何通过差异化修剪的突触诱发脊髓损伤后神经痛的机制。结果显示50%脊髓损伤大鼠形成神经痛，模拟了临床现象。神经痛大鼠脊髓背角小胶质细胞和CR3受体明显低于非神经痛大鼠，而突触标志物PSD95、GAP43和SAP02却更高，并测量到明显的自发电位和诱发电位。另外，脊髓损伤导致背角成熟神经元细胞及其突触量明显降低，但神经痛大鼠非成熟神经元细胞及其突触量明显高于非神经痛大鼠。删除小胶质细胞和抑制CR3补体通路后，脊髓损伤神经痛形成率明显升高，其突触标志物PSD95、GAP43和SAP02也明显高于非神经痛大鼠。虽然脊髓损伤后神经痛与非神经痛大鼠、删除小胶质细胞和抑制CR3补体通路大鼠间背角成熟神经元细胞及其突触量无明显差异，但均低于假手术大鼠。另外，删除小胶质细胞和抑制CR3补体通路大鼠背角非成熟神经元细胞及其突触量明显高于非神经痛大鼠。NR2B抑制剂剂量依赖性降低了脊髓损伤神经痛形成率，鞘内NR200μg则无脊髓损伤神经痛形成，但在NR50μg和NR100μg治疗组仍有部分脊髓损伤大鼠形成神经痛，且脊髓背角突触标志物PSD95和GAP43明显高于假手术大鼠和非神经痛大鼠。本研究结果证实脊髓损伤神经痛大鼠小胶质细胞CR3通路依赖性突触修剪作用降低，NR2B通过过多未被有效修剪的未成熟神经元细胞导致神经痛形成。该结果为进一步研究和治疗脊髓损伤后神经痛提供理论依据。
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