mTOR激活對嗎啡耐受的調控及其分子機制

《mTOR激活對嗎啡耐受的調控及其分子機制》是依託鄭州大學，由許繼田擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：mTOR激活對嗎啡耐受的調控及其分子機制
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：許繼田
• 依託單位：鄭州大學

項目摘要

Mammalian target of rapamycin (mTOR)是蛋白質合成翻譯水平調控的重要激酶。研究發現mTOR激活在以突觸可塑性為基礎的學習記憶和慢性痛形成過程發揮重要作用。嗎啡耐受的形成可能依賴新蛋白的合成，但mTOR激活在嗎啡耐受形成中的作用迄今未見報導。我們最近發現mTOR及其下游靶分子在正常大鼠DRG和脊髓神經元有表達，抑制mTOR激活可有效延緩嗎啡耐受的產生。因此構想mTOR信號系統可能參與介導嗎啡耐受的形成。為驗證該構想，本項目擬採用在體和離體實驗法，研究：①嗎啡對mTOR信號系統激活的誘導；②mTOR信號系統激活在嗎啡耐受形成中的作用；③嗎啡誘導mTOR激活的細胞內信號轉導途徑；④mTOR激活介導嗎啡耐受形成的蛋白分子機制；⑤mTOR抑制對臨床預防嗎啡耐受的可能套用價值。研究結果將進一步闡明嗎啡耐受的分子機制，並可能為臨床預防嗎啡耐受提供新的藥物作用靶點。

結題摘要

研究背景： 嗎啡因其可靠的鎮痛作用一直以來是治療頑固性痛的金標準，但嗎啡鎮痛耐受的產生卻大大限制了其作用效能。近年雖對其機製做了大量研究，但其產生的細胞分子基礎仍然不清。Mammalin target of rapamycin (mTOR)是蛋白質合成翻譯過程的重要調控激酶。以往研究發現mTOR激活在以突觸可塑性為基礎的學習記憶和病理性痛形成過程發揮重要作用。嗎啡耐受與病理性痛可能有部分類似的形成機制，同樣依賴於某些新蛋白質的合成，但mTOR激活在嗎啡耐受形成和維持過程的作用迄今沒有報導。課題目標： ①確定嗎啡對mTOR信號系統的激活；②確定mTOR信號系統激活在嗎啡耐受形成過程的作用；③確定嗎啡誘導mTOR信號系統激活的細胞內信號途徑；④確定mTOR激活介導嗎啡耐受形成的蛋白分子機制；⑤初步評價mTOR抑制對臨床預防嗎啡耐受形成的可能套用價值。研究結果： ①鞘內連續注射嗎啡可引起mTOR信號系統在大鼠脊髓背角神經元內激活；②離體和在體實驗證明，嗎啡是通過μ受體經PI3K-Akt信號途徑引起mTOR信號系統激活；③鞘內注射mTOR激活抑制劑Rapamycin可劑量依賴性地延緩嗎啡耐受的形成，並明顯減輕停用嗎啡後引起的大鼠痛覺過敏。鞘內注射Rapamycin還可使已經形成的嗎啡耐受得到部分逆轉。連續鞘內注射mTOR siRNA可通過特異性抑制mTOR的合成明顯延緩嗎啡耐受的形成。而鞘內注射mTOR活性負性調節蛋白TSC2 siRNA可降低嗎啡的鎮痛效能，並誘導大鼠產生痛覺過敏；④連續鞘內注射mTOR抑制劑Rapamycin或mTOR siRNA對大鼠運動功能、外周血細胞和刀豆蛋白刺激的離體T細胞增殖沒有明顯影響，表明鞘內微量套用Rapamycin對大鼠沒有產生明顯的毒副作用；⑤分子生物學實驗表明mTOR激活通過驅動其下游靶分子p70SK和4E-BP1調控蛋白質翻譯起始階段的活性，進一步調節嗎啡耐受相關蛋白如nNOS、CaMKII及PKCγ的合成參與介導嗎啡耐受的形成。結論： μ-阿片受體通過激活PI3K-Akt-mTOR細胞內信號途徑，調控翻譯水平特異蛋白質的合成參與介導了嗎啡耐受的形成及嗎啡戒斷引起的痛覺過敏。科學意義： 首次證明了mTOR信號系統激活在嗎啡耐受形成過程的作用及機制。結果表明mTOR抑制可作為臨床預防和逆轉嗎啡耐受的一個新的藥物作用靶點。