骨癌痛大鼠脊髓特异性基因和蛋白质表达研究

骨癌痛是肺癌、乳腺癌、前列腺癌患者常见的转移症状，而且是患者病程中最痛苦的临床表现。由于对骨癌痛机制认识尚不清楚，使之临床治疗效果不佳，约50%以上的骨癌痛症状未得到有效控制。系统生物学理论和方法的发展使得研究骨癌痛发生发展机制，筛选出在其中起关键作用的基因和蛋白成为可能。本课题拟分别构建大鼠骨癌痛模型、神经病理性痛模型和炎性痛模型，通过采用寡核苷酸微阵列芯片及蛋白表达谱分析技术比较各疼痛模型大鼠脊髓基因和蛋白的表达，获得"脊髓组织骨癌痛特异性基因和差异表达蛋白"，并以此作为入口数据拟合数学模型，全面阐明骨癌痛发生发展过程中脊髓分子表达特异性变化的路线图。本课题研究成果有望为骨癌痛患者的靶向镇痛治疗提供准确有效的基因组学和蛋白质组学依据。

骨癌痛是晚期癌症特别是肺癌、乳腺癌、前列腺癌患者最为常见的转移症状，骨癌痛的发生机制比较复杂，涉及各种炎症介质、细胞因子、多种受体和离子通道等，这些因子常相互作用，互为因果。课题通过基因芯片检测筛选了骨癌痛模型与神经病理性痛模型、炎性痛模型大鼠脊髓水平差异表达基因谱，并以具有不同生理功能的四个差异表达基因（SCN7A/Nax、Slit2、PCDH20和CXCL10）为研究靶点，验证了基因芯片结果。结果发现，采用基因芯片在每种慢性疼痛模型的脊髓都筛选出一千多个差异表达基因，其中骨癌痛特有的上调基因为216个。通过动物实验和细胞实验，我们发现，SCN7A/Nax、Slit2、PCDH20和CXCL10在骨癌痛大鼠脊髓均表达上调，采用siRNA或拮抗剂干预这些基因功能均可抑制骨癌痛的发生，但其机制各不相同，其中钠离子通道SCN7A/Nax可增加DRG神经元的兴奋性神经电活动；原钙粘蛋白PCDH20和轴突生长分子Slit2则通过促进大鼠脊髓的突触重塑；趋化因子CXCL10则具有直接致痛作用，并且小胶质细胞活化的参与这一致痛作用。这些结果一方面验证了基因芯片结果，说明差异表达基因数据库构建成功；另一方面，深入探讨了这四个基因参与骨癌痛的机制，提示骨癌痛的发生机制是一个多种功能分子共同参与的错综复杂的网络。本课题所建的差异表达基因数据库为今后骨癌痛机制研究方向的选择提供了研究靶点，并为分析不同靶点之间的相互作用和联系提供了直接参考。