脊髓IL-33及受體ST2在小鼠炎癥痛及電針鎮(zhèn)痛中的作用及機(jī)制.pdf

1、炎癥痛是由多種原因（包括創(chuàng)傷、細(xì)菌、病毒感染以及外科手術(shù)）導(dǎo)致的外周組織受損所引起的持續(xù)性的疼痛狀態(tài)。作為最常見的病理性疼痛之一，炎癥痛是困擾臨床的一大難題。目前臨床上常用的抗炎鎮(zhèn)痛藥存在著長期服用效果不理想及副作用大的特點(diǎn)。因此，有關(guān)炎癥痛的發(fā)生機(jī)制一直是國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，然而其確切機(jī)制尚未完全明確。大量臨床實(shí)踐和基礎(chǔ)研究表明針刺可以緩解炎癥痛，且副作用小，但機(jī)理仍不十分清楚，需要深入研究。
　　Interleukin-33（I

2、L-33）是2005年Schmitz等人新發(fā)現(xiàn)的一種炎性細(xì)胞因子，基因序列和結(jié)構(gòu)與IL-1家族其他成員IL-1β和IL-18相似。其受體ST2屬于Toll樣受體家族成員。研究表明，IL-33是各種炎癥性疾病的潛在介質(zhì)。有文獻(xiàn)報(bào)道，外周IL-33參與炎癥痛。課題組前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，IL-33及受體ST2在正常大鼠脊髓中有表達(dá)，且在關(guān)節(jié)炎痛時(shí)表達(dá)顯著上調(diào)，提示脊髓IL-33及受體ST2可能參與炎癥痛。電針可以下調(diào)炎癥痛時(shí)脊髓增加的IL-3

3、3水平，提示IL-33可能參與電針緩解炎癥痛過程。
　　IL-33與其受體ST2結(jié)合后能夠?qū)е滤铇臃只蜃覯yD88和核因子NF-KB信號途徑的活化，進(jìn)而導(dǎo)致MAPK通路ERK、p38、JNK的磷酸化。文獻(xiàn)報(bào)道及本實(shí)驗(yàn)室前期工作表明，脊髓MAPK通路參與各種病理性疼痛（炎癥痛、神經(jīng)痛、癌痛）的發(fā)生發(fā)展過程。
　　炎癥痛的中樞機(jī)制研究表明，炎癥能導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生敏感化。近年來，膠質(zhì)細(xì)胞是慢性疼痛研究的熱點(diǎn)。在痛覺的初級整合

4、中樞——脊髓，膠質(zhì)細(xì)胞可以直接調(diào)節(jié)神經(jīng)元的活動和興奮性，在痛覺調(diào)制尤其是慢性痛中樞敏化的形成與維持中起著舉足輕重的作用。本課題組前期研究也表明，脊髓膠質(zhì)細(xì)胞激活在大鼠關(guān)節(jié)炎痛和電針鎮(zhèn)痛中發(fā)揮重要的作用。
　　文獻(xiàn)報(bào)道，中樞星形膠質(zhì)細(xì)胞能夠表達(dá)IL-33;ST2則可以表達(dá)于中樞神經(jīng)元及星形膠質(zhì)細(xì)胞。那么炎癥痛時(shí)，脊髓內(nèi)星形膠質(zhì)細(xì)胞中的IL-33是否表達(dá)增加，繼而通過自分泌和（或）旁分泌的方式作用于星形膠質(zhì)細(xì)胞或神經(jīng)元細(xì)胞膜表面的ST

5、2受體來介導(dǎo)炎癥痛的發(fā)生發(fā)展？電針是否通過調(diào)節(jié)脊髓IL-33及受體ST2發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用？而其下游MAPK信號通路是否參與上述過程呢？這是本課題需要研究的內(nèi)容。
　　因此，本課題在經(jīng)典的Formalin誘發(fā)的急性炎癥痛小鼠模型及CFA(Complete Freund's Adjuvant)誘發(fā)的慢性炎癥痛小鼠模型上，給予ST2基因敲除、rIL-33、抗ST2抗體及電針等干預(yù)手段，觀察小鼠的自發(fā)性痛行為（自發(fā)性抬腳、舔爪及自發(fā)性超聲）及

6、誘發(fā)性痛行為（機(jī)械性痛覺超敏、熱痛覺過敏），并利用免疫熒光結(jié)合激光共聚焦技術(shù)、Real-time PCR技術(shù)、Western Blot技術(shù)等，(1)觀察脊髓IL-33及受體ST2在小鼠急、慢性炎癥痛的發(fā)生、發(fā)展中的作用，明確IL-33及受體ST2在小鼠脊髓的細(xì)胞定位，初步探討脊髓IL-33及受體ST2參與急、慢性小鼠炎癥痛的機(jī)制;(2)觀察電針對小鼠急、慢性炎癥痛的鎮(zhèn)痛作用;(3)觀察IL-33及受體ST2是否參與電針鎮(zhèn)痛，初步探討脊髓

7、IL-33及受體ST2參與電針鎮(zhèn)痛的機(jī)制。
　　本實(shí)驗(yàn)獲得如下主要結(jié)果:
　　1.脊髓IL-33及受體ST2在小鼠炎癥痛中的作用及機(jī)制
　　建立小鼠Formalin急性炎癥痛及CFA慢性炎癥痛動物模型，并應(yīng)用自發(fā)痛行為學(xué)實(shí)驗(yàn)（自發(fā)性抬腳、舔爪及自發(fā)性超聲）及誘發(fā)痛（機(jī)械性痛覺超敏、熱痛覺過敏）行為學(xué)實(shí)驗(yàn)完成模型評價(jià)。足底皮下給予20μl5％ Formalin，誘發(fā)小鼠兩相自發(fā)性抬腳及舔爪的傷害性行為，自發(fā)性超聲也顯著增

8、多。足底皮下給予20μl CFA引起小鼠的機(jī)械性痛覺超敏及熱痛覺過敏。
　　在ST2基因敲除的小鼠上，與野生型(WT)模型對照組相比，由皮下注射Formalin引起的小鼠的急性炎癥痛（自發(fā)性抬腳、舔爪及自發(fā)性超聲）顯著降低;與野生型(WT)模型對照組相比，ST2基因敲除后，CFA慢性炎癥痛模型小鼠的兩側(cè)的熱痛閾（縮爪潛伏期）均顯著升高（造模后4h、1d、7d）。
　　與NS組相比，皮下或鞘內(nèi)注射大劑量rIL-33能顯著增加正

9、常小鼠的自發(fā)痛行為（自發(fā)性抬腳及舔爪）。與Formalin+PBS對照組相比，皮下或鞘內(nèi)注射rIL-33顯著增加Formalin急性炎癥痛模型小鼠的自發(fā)痛行為（自發(fā)性抬腳及舔爪）;與Formalin+IgG對照組相比，皮下或鞘內(nèi)注射抗ST2抗體能顯著降低Formalin急性炎癥痛模型小鼠的自發(fā)痛行為（自發(fā)性抬腳及舔爪）;與Formalin+IL-33組相比，皮下或鞘內(nèi)注射抗ST2抗體顯著降低外源性給予rIL-33所引起的Formalin

10、急性炎癥痛小鼠的自發(fā)痛行為（自發(fā)性抬腳及舔爪）的增加。
　　免疫熒光結(jié)果表明，IL-33表達(dá)于小鼠脊髓星形膠質(zhì)細(xì)胞，其受體ST2表達(dá)于脊髓星形膠質(zhì)細(xì)胞及神經(jīng)元。
　　行為學(xué)結(jié)果還顯示，皮下注射阿片類受體阻斷劑納洛酮，對皮下注射抗ST2抗體緩解Formalin急性炎癥痛的自發(fā)性抬腳及舔爪行為無顯著影響。
　　Western Blot結(jié)果表明，與Formalin模型組相比，皮下給予抗ST2抗體顯著降低Formalin急性炎

11、癥痛小鼠的脊髓內(nèi)pERK的表達(dá)。
　　Real-time PCR結(jié)果表明，CFA模型造模后1d、7d時(shí)，小鼠脊髓內(nèi)IL-33mRNA表達(dá)顯著升高。
　　2.電針緩解小鼠炎癥痛中鎮(zhèn)痛作用
　　在小鼠Formalin急性炎癥痛模型上，與假電針對照組相比，電針顯著降低Formalin模型小鼠的兩相的自發(fā)性抬腳時(shí)間及第一相的自發(fā)性舔爪時(shí)間。
　　在小鼠CFA慢性炎癥痛模型上，與假電針對照組相比，電針顯著升高CFA模型造模

12、后不同時(shí)間點(diǎn)(4h/6h、1d、7d)小鼠兩側(cè)的機(jī)械性痛閾及熱痛閾（縮爪潛伏期），顯著緩解皮下注射CFA引起的小鼠機(jī)械痛覺超敏及熱痛覺過敏行為。
　　3.脊髓IL-33及受體ST2在電針緩解小鼠炎癥痛中的作用及機(jī)制
　　在ST2基因敲除小鼠上，與CFA+EA組小鼠相比，小鼠的熱痛覺過敏行為也得到進(jìn)一步緩解，熱痛閾（縮爪潛伏期）顯著升高。
　　與Formalin+EA+PBS組小鼠相比，皮下注射或鞘內(nèi)注射rIL-33顯著

13、加重了電針組Formalin模型小鼠的自發(fā)痛行為（包括自發(fā)性抬腳及舔爪）;與Formalin+EA+IgG組小鼠相比，皮下或鞘內(nèi)注射抗ST2抗體則進(jìn)一步緩解電針組Formalin急性炎癥痛模型小鼠的自發(fā)痛行為（自發(fā)性抬腳及舔爪）。
　　Western Blot結(jié)果表明，與電針組Formalin模型小鼠相比，皮下注射抗ST2抗體顯著降低電針組Formalin急性炎癥痛模型小鼠脊髓pERK表達(dá)。
　　綜上所述，本研究提示:

14、>　　1.外源性給予rIL-33顯著性增加正常小鼠的自發(fā)性抬腳、舔爪時(shí)間，提示IL-33對正常動物有致痛作用。
　　2.IL-33通過其受體ST2參與調(diào)節(jié)Formalin引起的小鼠急性炎癥痛及CFA引起的小鼠慢性炎癥痛。
　　3.脊髓IL-33及受體ST2通過脊髓MAPK ERK信號通路參與調(diào)節(jié)Formalin引起的小鼠急性炎癥痛。
　　4.脊髓IL-33及ST2受體參與電針緩解Formalin引起的小鼠急性炎癥痛及C