胰島素受體在背根神經節參與炎性痛的機制研究

《胰島素受體在背根神經節參與炎性痛的機制研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由寇珍珍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：胰島素受體在背根神經節參與炎性痛的機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：寇珍珍
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

項目摘要

在痛信息從外周傳入中樞的第一站——背根神經節中明確參與炎性痛的關鍵分子對於尋找疼痛治療的有效靶點具有重要意義。本課題組發現：免疫組化結果顯示胰島素受體在背根神經節與介導炎性痛的離子通道TRPV1共存於痛信息傳遞相關的中、小型神經元；鈣成像和膜片鉗實驗結果提示胰島素受體可能通過其下游最重要的PI3K-Akt通路影響TRPV1通道的活性；炎性痛動物模型背根神經節中胰島素受體的表達水平顯著增加；故我們提出：“胰島素受體在背根神經節參與炎性痛的發病機制”的假說。本項目以炎性痛模型和TRPV1敲除小鼠為工具，在背根神經節運用多種方法進行以下研究：①胰島素受體及PI3K-Akt通路在背根神經節的分布模式和神經化學性質；②炎性痛模型小鼠背根神經節中胰島素受體及PI3K-Akt通路的變化；③胰島素受體在背根神經節中參與炎性痛的電生理學機制。通過以上研究力爭為炎性痛的診療提供新的理論依據。

結題摘要

炎性痛是臨床上多見的疼痛性疾病，其主要特徵是正常的無害刺激亦引起疼痛，給病人帶來了極大的痛苦。背根神經節是痛信息從外周傳遞進入中樞的第一站，是炎性痛傳遞和整合的重要樞紐。炎性痛時，痛刺激會迅速激活神經內分泌網路，以應對組織修復和細胞代謝等變化。研究表明，胰島素受體可通過影響神經元的功能和活性參與神經系統的功能和疾病。因此，本項目以背根神經節為研究靶點，採用多種研究方法，探討胰島素受體在背根神經節中參與炎性痛信息整合和傳遞的調控機制，力爭為臨床上炎性痛的診治提供新的理論依據。我們的結果表明：① WT小鼠背根神經節中胰島素受體mRNA與其蛋白表達類似，主要分布在與傷害性信息傳遞密切相關的中小型神經元中，且與肽能神經元標記物及無髓鞘神經元的標記物大量共存，且大量TRPV1與胰島素受體共存，與WT小鼠相比，TRPV1 KO小鼠背神經節內胰島素受體表達無顯著差異；② TRPV1 KO小鼠熱痛敏的潛伏期高於WT小鼠，而自發運動無差異。CFA足底注射後，WT小鼠出現機械痛敏和熱痛敏，而TRPV1 KO小鼠無熱痛敏，WT 小鼠和TRPV1 KO小鼠血清中胰島素水平明顯升高，且WT小鼠糖耐量低於TRPV1 KO小鼠。③ 在注射CFA後，WT小鼠背根神經節內胰島素受體的蛋白表達水平明顯增加，TRPV1表達量也隨之增加，PI3K-Akt通路被激活。在急性分離培養的背根神經節神經元中，胰島素可以顯著增強TRPV1的表達，給予胰島素受體拮抗劑S961或PI3K-Akt通路的抑制劑wortmannin可抑制胰島素的效應。④ 膜片鉗結果顯示，胰島素可以增強第二次給予辣椒素之後誘發的TRPV1電流，這種效應是依賴Ca2+離子內流和胰島素受體及其下游PI3K-Akt通路的。鈣成像也證實了胰島素可顯著增加辣椒素引起的TRPV1陽性神經元的鈣離子內流，wortmannin和S961可逆轉這一效應。我們的研究結果表明，炎性痛狀態下，背根神經節神經元中的胰島素受體通過下游PI3K-Akt通路或/和胞內的鈣離子調控TRPV1離子通道的活性，進而參與炎性痛的產生和發展過程。