谷氨酸在糖尿病大鼠外周痛敏化中的作用及其機制研究

《谷氨酸在糖尿病大鼠外周痛敏化中的作用及其機制研究》是依託西安交通大學，由郭媛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：谷氨酸在糖尿病大鼠外周痛敏化中的作用及其機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：郭媛
• 依託單位：西安交通大學

項目摘要

糖尿病痛敏化是影響患者生活質量的常見慢性併發症，因機制尚不清楚，使其難以有效防治。以往的研究認為，痛敏化存在著獨立的外周過程，多種感覺神經遞質及其受體，尤其是谷氨酸可能通過非突觸性傳遞起重要作用。本研究擬在糖尿病的Dark-Agouti（DA）大鼠上，採用行為學方法觀察其痛敏化，同時採用雙導單纖維記錄的方法，以外周感覺神經的活動作為痛敏化的指標，觀察谷氨酸離子型受體、PKA和PKC在其中的作用。採用全細胞膜片鉗方法，記錄糖尿病大鼠背根節中小神經元的電學特性、NMDA和AMPA通道電流變化，並觀察PKA和PKC抑制劑對其的影響。用免疫螢光雙標和Western法，觀察痛敏化時脊髓和背根節中谷氨酸受體和轉運體的表達和含量變化，以及PKA和PKC在其中的作用。通過上述研究，以期闡明谷氨酸在糖尿病大鼠外周痛敏化過程中的作用和機制，並為以外周谷氨酸受體為靶點的新型鎮痛藥的開發提供實驗依據。

結題摘要

糖尿病周圍神經病變是糖尿病的三大併發症之一，嚴重影響患者的生活質量，但是因其目前機制不清，也是臨床治療的難題之一。本研究在鏈脲佐菌素（streptozotocin，STZ）腹腔注射（1%，70 mg/kg）所致的糖尿病大鼠模型上，採用行為學方法、電生理學記錄和免疫組化法，並結合NMDA受體拮抗劑MK-801注射，觀察糖尿病大鼠的痛敏化行為，背根神經節（dorsal root ganglion，DRG）中小神經元鈣電流的變化，背根神經傳入放電，L4/L5脊髓節段DRG和脊髓背角pCREB 和磷酸化的NMDAR1的表達，並分析NMDA受體在其中的作用。結果發現，STZ注射後3天即可引起大鼠空腹血糖顯著升高，並持續8周。注射STZ後2-3周，部分大鼠開始出現機械痛敏化（38.78%），但是也有部分大鼠未出現機械痛敏（61.22%）；所有大鼠均未出現熱痛敏行為。選擇造模成功的大鼠，於腹腔注射STZ後1周腹腔注射MK-801（1mg/kg，1次/天，連續6天），80.00%的大鼠未出現機械痛敏化；出現機械痛敏化的大鼠在注射STZ後4周足底微量注射MK-801（1mM，50μL）也可以顯著減輕大鼠的機械痛敏。電生理學結果顯示，腹腔注射STZ後21-28天的糖尿病大鼠DRG中小神經元高電壓門控（high voltage gated，HVA）鈣離子通道電流和低電壓門控（low voltage gated，LVA）鈣離子通道電流顯著增加；MK-801（0.1 mM，10μL）可以翻轉上述過程。另外，糖尿病大鼠初級傳入神經的機械閾值下降、自發放電增加和傳導速度下降，谷氨酸NMDA受體拮抗劑可增加機械閾值和減少傳入放電。形態學結果顯示，糖尿病大鼠從造模後3天即出現DRG和脊髓背角pCREB表達的增加，可以持續8周；而脊髓背角磷酸化的NMDAR1表達增加主要出現在注射STZ後第8周。MK-801連續注射（1mg/kg，1次/天，連續6天）可以減少脊髓背角pCREB和磷酸化的NMDAR1的表達。上述研究提示，部分糖尿病大鼠會出現機械痛敏化行為，這可能與DRG中小神經元鈣電流的變化和背根傳入放電，以及DRG和脊髓背角中pCREB和NMDAR1表達增加有關，谷氨酸NMDA受體參與介導此過程。