A型肉毒毒素局部注射后的中枢效应研究

Botulinum toxin type A (BTX-A) specifically cleaves synaptosomal-associated protein (SNAP-25), blocking the synaptic transmission in motor end plate and resulting in paralysis. BTX-A is widely used to treat a variety of clinical conditions characterized by muscle hyperactivity, such as dystonia and spasticity. Owing to its time limited action， repeat injections are needed to maintain clinical efficacy. BTX-A is locally applied, with little or absent diffusion, and its paralyzing action remains confined to the nerve muscle junction, close to the injection site. This assumption constituted a "dogma" for many years in the use of these neurotoxins in human therapy. However, more and more recent studies suggest that BTX-A also has central effects and some investigators demonstrated that BTX-A enter central nervous system after local intramuscular administration via retrograde transport，although the evidences were relative insufficient. In this study, we are going to investigate the central effect when treating muscle hyperactivity as well as pain disorder,and discuss the possible meachnisms underlie these central effects.we will investigate the retrograde axonal transport of BTX-A into the central nervous system after peripheral injection, via the detection of cleaved SNAP-25 as an assay of BTX-A trafficking.In the end,this research will provide essential information for clinical treatment.

A型肉毒毒素可作用于外周神经肌肉接头，水解突触相关蛋白SNAP-25，从而抑制乙酰胆碱释放，松弛肌肉，目前广泛应用于肌张力障碍等疾病，临床适应症越来越广泛。然而由于其作用时间短，故需重复注射以保持临床疗效。既往普遍认为A型肉毒毒素就仅在注射部位发挥作用，故安全可靠，但近来有越来越多的证据显示其存在中枢效应，由此国外学者提出A型肉毒毒素可能通过逆向轴浆运输，从而进入中枢神经系统。但是目前证据仍然不充足。本研究拟利用免疫印记、免疫组化以及电生理等实验手段，通过检测其水解底物突触体相关蛋白SNAP-25和电生理等多种手段评估其在治疗肌张力障碍和镇痛方面存在的中枢效应，探讨局部肌肉重复注射A型肉毒毒素后逆行进入中枢神经系统并且影响中枢神经系统的功能的情况，同时阐明可能的机制。最终为临床应用A型肉毒毒素提供更多资料。

A型肉毒毒素在临床广泛应用，因其特殊的作用机制，即可水解运动终板内的SNAP-25，导致突触前膜囊泡释放障碍，从而松弛肌肉。其外周局部注射的方式被认为是安全可靠的，然而随了基础研究的深入，已经发现A型肉毒毒素可以逆向轴浆运输到中枢神经系统中。但是否发挥其效应仍不清楚。因此，本课题的主要研究内容围绕着A型肉毒毒素中枢效应展开。我们的研究进一步证实了1，A型肉毒毒素存在逆向轴浆运输的现象，自注射部位沿着的周围神经向中枢运输，且可以跨突触进入脊髓。2，A型肉毒毒素在中枢神经系统挥发作用，我们发现注射A型肉毒毒素可使得脊髓后角细胞表达AMPA受体的数量减少，同时影响了AMPA受体介导的内向电流。3，可以显著减少疼痛模型下脊髓后角区域的谷氨酸分泌量。4，A型肉毒毒素在低剂量的情况下，仍可以通过血液传递的方式到达远隔的肌肉，并发挥其作用。该基础研究揭示了A型肉毒毒素不为人知的一面。不但可以逆向轴浆运输到中枢神经系统，且能发挥作用。其发挥的中枢作用能够部分解释临床中遇见的实际问题。比如A型肉毒毒素对远隔肌肉的影响，即使是低剂量的A型肉毒毒素，仍可以水解远隔运动终板内的SNAP-25。A型肉毒毒素对慢性疼痛的治疗效果，超越神经肌肉接头的作用范畴，我们的实验结果可能可以部分解释其中的机制，AMPA受体作为慢性疼痛中枢敏化得重要分子，收到了A型肉毒毒素的调控。在未来，随着研究的深入，我们相信，A型肉毒毒素的更多作用将被揭示，同时可以逐渐解释其中枢效应的机制，为临床更好更准确的使用该药物提供了可能。