破骨细胞与酸敏感离子通道在颞下颌关节骨关节炎疼痛中的作用

Pain is often the main reason for patients’ visits who get the temporomandibular joint osteoarthritis (TMJOA) disease. Radiographic images show obvious structure damage of bone in patients and osteoclasts play a vital role in bone destruction. They can secrete large amounts of hydrogen ions in the process of bone resorption. However, hydrogen ions can activate the acid sensitive nociceptor to produce pain. As the mechanisms of osteoclast and acid sensitive ion channels in TMJOA pain transmission is still unclear. This project will establish a rat model of TMJOA to activate the osteoclast from condylar subchondral bone and investigate the relationship between the expression of neuropeptide SP, CGRP, and the acid sensing ion channels TRPV1 and ASIC3 receptors in the condylar subchondral bone and trigeminal ganglion, and TMJOA pain. Besides, we investigate that whether we can effectively alleviate the TMJOA pain by applicating OPG which is the inhibitor of osteoclast and inhibitor of hydrogen ions adenosine triphosphatase which block the acid sensing ion channels. By using the acid sensitive nociceptor knockout mice (TRPV1-/-, ASIC3-/-) to explore the role of the acid sensing ion channels（TRPV1 and ASIC3） in TMJOA pain and then provide experimental basis for the clinical treatment of TMJOA pain.

疼痛往往是颞下颌关节骨关节炎（TMJOA）患者就诊的主要原因。影像学显示疼痛患者的骨质有明显的破坏，破骨细胞在骨质破坏中占主导作用，而破骨细胞在骨质吸收过程中会分泌大量的氢离子，氢离子会激活酸敏感伤害感受器从而产生疼痛。由于破骨细胞与酸敏感离子通道在TMJOA疼痛中的作用目前尚不清楚，本项目将通过构建大鼠TMJOA动物模型，通过激活髁突软骨下骨破骨细胞，检测软骨下骨神经末梢及三叉神经节神经肽SP与CGRP、以及酸敏感离子通道TRPV1受体和ASIC3受体的表达与TMJOA疼痛的关系；应用破骨细胞抑制剂OPG及氢离子三磷酸腺苷酶抑制剂，抑制破骨细胞活性和阻断酸敏感离子通道探讨对TMJOA疼痛的作用；运用酸敏感伤害感受器基因敲除鼠（TRPV1-/-、ASIC3-/-），研究酸敏感离子通道（TRPV1、ASIC3）在TMJOA疼痛中的作用，为临床治疗TMJOA疼痛提供实验依据。

背景：颞下颌关节骨关节炎（temporomandibular joint osteoarthritis,TMJOA）是临床常见病与多发病，疼痛往往是颞下颌关节骨关节炎（TMJOA）患者就诊的主要原因，影像学显示疼痛患者的骨质有明显的破坏。破骨细胞在骨质破坏中占主导作用，外周和中枢神经系统的疼痛传导在患者慢性疼痛中占有重要作用。我们通过手术的方式建立大鼠颞下颌关节盘移位动物模型；建立MIA诱导的大鼠颞下颌关节疼痛动物模型，研究在TMJOA疼痛中的作用。.主要内容：1. 建立MIA诱导的大鼠颞下颌关节疼痛动物模型，通过HE染色和免疫荧光染色探究慢性疼痛的外周和中枢敏化机制。2.免疫荧光检测ASIC3在MIA诱导的颞下颌关节骨关节炎大鼠三叉神经元中的表达。3.ELISA检测患者TMJOA患者滑液中Netrin-1的含量，免疫组化检测小鼠软骨下骨中Netrin-1的表达。4.免疫荧光检测Netrin-1及其常见受体在破骨细胞上的表达，TRAP染色检测Netrin-1对于体外诱导破骨细胞分化的作用。5.免疫荧光检测MT受体在大鼠TG组织中的表达，以及大鼠Dil+TG神经元的细胞内钙离子浓度。.重要结果、关键数据：1.发现通过双侧TMJ腔内注射MIA不仅可诱导SD大鼠产生TMJ区域的疼痛行为，而且可导致大鼠TMJ产生骨关节炎样的组织病理学改变，而外周和中枢神经系统中的CGRP和IB4阳性传入神经可能参与MIA诱导的大鼠TMJOA相关慢性疼痛。2.发现MIA诱导的颞下颌关节骨关节炎大鼠中ASIC3表达阳性的三叉神经细胞数增多。3.发现TMJOA患者滑液中Netrin-1的含量与患者的疼痛程度有线性相关关系，Netrin-1在髁突软骨下骨中表达明显增加。4.发现Netrin-1受体Unc5b在破骨细胞膜上表达，高浓度的Netrin-1显著抑制了破骨细胞的分化。5.结果显示MT抑制了TMJOA慢性疼痛大鼠TG中MT2R+神经元上调，且4P-PDOT消除了MT的作用。揭示了MT可以通过MT2R抑制大鼠TG神经元的敏化以及降低Dil+TG神经元的细胞内钙离子浓度，从而缓解MIA诱导的大鼠TMJOA慢性疼痛。.科学意义：通过MIA诱导的颞下颌关节骨关节炎动物模型中破骨细胞研究和褪黑素的镇痛机制研究，更好的理解了颞下颌关节骨关节炎疼痛机制。