BDNF在脊髓背角突触传递中的作用及其机制

摘要

本项目中，我们将在正常和病理性疼痛大鼠中研究BDNF对脊髓背角C纤维诱发电位LTP的影响及其机制，并探讨在神经病理性疼痛产生和维持中的作用和意义。这对了解脊髓背角突触传递可塑性变化、阐明病理性疼痛的中枢机制具有重要的理论意义，对临床治疗病理性疼痛和寻找新的镇痛药物靶点具有重要的实际意义。 第1部分 BDNF对脊髓背角的突触传递的作用及其机制在正常成年SD大鼠或SNI大鼠的脊髓背角浅层，用钨丝微电极记录C-纤维诱发电位幅度的变化来观察BDNF在脊髓背角C-纤维突触传递中的作用和机制，并以此来探讨BDNF在病理性疼痛中的作用。实验结果表明： (1)外源BDNF能够在正常大鼠脊髓背角诱导C-纤维诱发场电位的晚期LTP，但不能在神经损伤大鼠中诱导C-纤维诱发场电位的LTP。 (2)酪氨酸激酶的抑制剂K252a和特异性的BDNF清道夫TrkB-Fc可抑制BDNF诱导的晚期LTP，表示BDNF的突触增强作用是由TrkB受体介导的。 (3)蛋白质合成抑制剂茴香霉素彻底阻断BDNF诱发的LTP。 (4)阻断TrkB信号途径能抑制LFS-LTP而对HFS-LTP没有作用。 (5)脊髓BDNF诱导的LTP咬合电刺激诱导的晚期LTP而非早期LTP。 (6)BDNF诱导的LTP被NMDA受体阻断剂MK-801，ERK抑制剂PD98059，p38 MAPK抑制剂SB203580或NF-kB抑制剂PDTC所阻断，但不能被JNK抑制剂SP600125所抑制。 (7)利用胶质细胞抑制剂(氟代柠檬酸，FC)或小胶质细胞选择性抑制剂美满霉素(minocycline，Mino)阻断了BDNF诱导的脊髓背角LTP。免疫组化也证实BDNF诱导LXP的同时激活了小胶质细胞和星形胶质细胞。 (8)SFKs的抑制剂PP2和SI-J6656都能抑制了脊髓BDNF-LTP。上述结果提示，BDNF在正常大鼠蛋白合成依赖的晚期LTP中起关键性的作用，并通过TrkB受体，MNDA，NF-kb，和ERK信号通路来增强脊髓背角C-纤维的突触传递，并且激活的胶质细胞通过p38 MAPK和SFKs激酶的激活直接介导这一过程第2部分 BDNF在坐骨神经的不同分支中的表达情况及其作用以前的研究显示损伤坐骨神经既可诱导LTP，又能产生病理性疼痛(Wall PD，1974)。在这一部分我们将观察损伤坐骨神经的不同分支(GS神经或腓肠神经)是否能产生与坐骨神经主干一样的效果。 本研究中，我们将通过免疫荧光组织化学和免疫荧光双染来观察成年大鼠SNI和只剪断纯感觉的sural神经后不同时间DRG和脊髓背角BDNF的表达及其组织学定位来探讨其可能机制。研究发现： (1)HFS或剪断GS神经诱导C-纤维诱发电位LTP和产生痛觉过敏，而只刺激或剪断sural神经只引起E-LTP或不引起LTP和神经病理性疼痛。 (2)脊髓局部给予10pg／ml BDNF能够易化HFS在sural神经上诱导LTP。 (3)在部分坐骨神经损伤模型(spared nerve injured，SNI)中，10pg／ml BDNF或HFS都能在sural神经上诱导LTP。 (4)SNI模型后3d，BDNF-IR在L5 DRG大、小神经元中表达都上调，且只见于受损伤的神经元中；在脊髓背角的神经末梢和神经元都表达增多，7d后进一步增加。 (5)只剪断sural神经，BDNF的表达未见增加，少量有BDNF-IR表达的神经元见于未损伤即非sural神经元。上述结果显示在坐骨神经的sural分支中没有BDNF的表达，因此，我们以为BDNF在脊髓背角晚期LTP及其病理性疼痛的维持中起着至关重要的作用。 结论:1.在正常大鼠脊髓背角，BDNF诱导C-纤维诱发场电位的L-LTP。 2.BDNF增强脊髓背角突触传递的作用是通过TrkB，NMDA，ERK，p38 MAPK和NF-kappa B信号通路实现的。 3.BDNF主要通过激活胶质细胞及其细胞内的SFKs激酶来参与脊髓背角C-纤维诱发场电位的LTP。 4.坐骨神经的腓肠神经分支中BDNF的表达很微量不足以引起中枢敏感化呵神经病理性疼痛。可见BDNF在脊髓背角晚期LTP及其病理性疼痛的维持中起着至关重要的作用。

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文摘

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论文说明:中英文名称对照表

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前言

第一部分BDNF对脊髓背角突触传递的作用及其机制

1.1引言

1.2材料与方法

1.3结果

1.4讨论

1.5 小结

参考文献

第二部分BDNF在坐骨神经的不同分支中的表达情况及其作用

2.1引言

2.2材料与方法

2.3结果

2.4讨论

2.5小结

参考文献

结论

发表论文

致谢