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外周TRPC3/6通道通过调节BDNF的释放介导机械性痛觉敏化的作用及机制研究

批准号:
82101293
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
韩文娟
学科分类:
感觉障碍、疼痛与镇痛
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
韩文娟

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
机械性痛觉敏化是慢性病理性疼痛患者的主要症状之一,然而,关于机械性痛觉敏化的分子机制尚未完全阐明。TRPC通道赋予脊椎动物细胞对机械刺激的敏感性,其中TRPC3和TRPC6蛋白在感觉神经元中高表达,参与正常的机械传导,且在炎症时表达显著上调。然而,TRPC3/6通道是否以及如何介导病理痛情况下的机械性超敏反应亟待解决。本项目拟利用DRG伤害性神经元中特异性敲低TRPC3/6通道,明确外周DRG伤害性神经元中TRPC3/6通道对于机械性痛敏的作用,并探讨其对DRG伤害性神经元以及脊髓背角突触传递活动的影响,揭示其通过调节BDNF释放介导病理情况下机械性痛觉敏化的作用机制。该问题的阐明不仅有助于揭示外周DRG伤害性神经元中TRPC3/6通道在机械性痛觉敏化形成中的功能意义,还有助于揭示慢性痛机械性痛觉敏化的的细胞分子机制,从而为治疗慢性病理性疼痛患者提供一种副作用小的镇痛新策略。
英文摘要
Patients with tissue injury or inflammation often experience aberrant mechanical pain hypersensitivity. Despite this, the molecular mechanisms underlying this mechanical distortion are poorly understood. Canonical transient receptor potential (TRPC) channels are shown to confer sensitivity to mechanical stimulation in vertebrate cells. Amongst which, TRPC3 and TRPC6 proteins, coassembling as heterotetrameric channels, are highly expressed in sensory neurons and implicated in normal mechanotransduction,and are significantly upregulated at DRG and spinal cord upon inflammation. However, whether and how thes channels mediate mechanical pain hypersensitivity need to be solved. The purpose of this project is to investigate the role of TRPC3/6 channels in peripheral DRG nociceptive neurons on mechanical pain hypersensitivity by specifically knocking down TRPC3/6 channels in DRG nociceptive neurons, and to explore its effect on DRG nociceptive neurons activity and synaptic transmission in spinal dorsal horn, so as to reveal the mechanism of TRPC3/6 channels mediated mechanical pain hypersensitivity in pathological condition by regulating BDNF release. The elucidation of this problem not only helps to reveal the functional significance of TRPC3/6 channels in peripheral DRG nociceptive neurons in the formation of mechanical pain hypersensitivity, but also helps to reveal molecular mechanism of mechanical pain hypersensitivity in chronic pain, so as to provide a new strategy for the treatment of patients with chronic pathological pain with least side effects.
慢性疼痛中机械性疼痛超敏常见,但外周和脊髓水平的分子机制未完全明确。TRPC通道对机械刺激敏感,TRPC3和TRPC6在感觉神经元高表达,然而其在炎症状态下介导机械性疼痛超敏的机制尚不清晰。本项目构建TRPC3敲除(TRPC3 KO)、TRPC6敲除(TRPC6 KO)和TRPC3/6双敲除(TRPC3/6 DKO)小鼠模型,同时设立野生型(WT)对照组。对部分小鼠进行足底注射完全弗氏佐剂(CFA)构建炎症疼痛模型,部分进行鞘内注射缓激肽实验。运用行为学检测(如von Frey测试)、qRT-PCR、Western blotting、免疫荧光标记、FISH、全细胞膜片钳记录、ELISA、光纤钙成像等多种实验技术,从分子、细胞、组织和整体动物水平进行研究。实验结果显示TRPC3和TRPC6通道在小鼠DRG、脊髓背角以及人类DRG中广泛表达,且在病理状态下表达显著上调,提示其在痛觉信息传递和敏化中可能发挥重要作用。进一步的研究发现TRPC3/6DKO小鼠基础机械敏感性降低,CFA炎症后机械性疼痛超敏反应显著减弱,且该缺陷并非由感觉神经元发育异常导致,表明TRPC3/6共同参与组织炎症相关的机械性疼痛超敏反应。在体光纤钙成像测定显示,TRPC3/6参与外周和脊髓回路中对机械性疼痛及炎症诱导的机械性疼痛超敏的感知,负责编码皮肤机械敏感性。主要表现为对伤害性DRG神经元兴奋性的影响:TRPC3/6DKO小鼠伤害性DRG神经元兴奋性在基础状态和炎症后均降低。以及对脊髓突触传递和可塑性的影响:TRPC3/6缺失使脊髓突触传递和可塑性受损,炎症后脊髓突触增强作用减弱,且通过突触前机制发挥作用。此外,缓激肽通过B1/B2受体激活TRPC3/6,进而促进BDNF的产生和分泌,引发疼痛超敏,提示伤害感受器中TRPC3/6-BDNF信号通路在炎症后机械性疼痛超敏中起关键作用。阻断DRG中的TRPC3/6可缓解小鼠机械性疼痛超敏和人类伤害感受器的过度兴奋,表明其在治疗机械性疼痛敏化方面具有潜在临床应用价值。. 该项目阐明TRPC3/6通过缓激肽-TRPC3/6-BDNF信号通路增强伤害感受器兴奋性和脊髓突触传递,介导炎症诱导的机械性疼痛超敏。靶向伤害感受器中的TRPC3/6有望成为治疗机械性疼痛超敏的新策略。
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