四氢生物蝶呤(BH4)在应激诱导致痛觉过敏中的分子机制和干预研究

Stress-induced hyperalgesia (SIH) intensifies pain, promotes pain chronification, and thus represents a substantial clinical problem to be resolved. However, the underlying molecular mechanisms are poorly understood so far. Recent studies demonstrate that tetrahydrobiopterin (BH4) regulates the synthesis and release of various neurotransmitters and plays a crucial role in pathogenesis of hyperalgesia. We therefore postulate that BH4 may be a key regulator in SIH and put forward the following hypothesis: BH4 mediates SIH in the DMH/RVM as well as in the peripheral nerve system. In this study, we will employ immunohistochemistry, RVM/DMH stereotaxic, molecular biology techniques and pharmacological interventions to verify the abovementioned hypotheses. In addition, fluorescence spectrophotometry, colorimetry, realtime RT-PCR and Western blot will be used to detect serotonin, NO, c-fos, and Nr3C1. Results from our studies will clarify the role of BH4 in SIH, providing molecular mechanisms that can serve as a scientific basis for therapy development.

应激诱导的痛觉过敏（SIH）加剧疼痛和促进慢性疼痛，是临床急待解决的难题。现有研究不能完全阐释SIH机制。业已证明，四氢生物蝶呤(BH4)调控多种神经递质，在疼痛及病理状态下的痛觉过敏形成中至关重要。我们推测BH4可能是调控SIH的关键切入点，并提出假说: BH4在DMH/RVM和外周均介导SIH发生。本研究将用免疫组化、RVM/DMH立体定位药物干预和分子生物学等技术检验以上假设。同时运用荧光分光光度法，比色法，荧光定量PCR和蛋白印迹等技术检测DRG的5-HT、NO、c-fos以及Nr3C1，初步明确BH4介导SIH的分子机制，为治疗SIH提供科学依据。

应激诱导的痛觉过敏（SIH）加剧疼痛和促进慢性疼痛，是临床亟待解决的难题。已有研究证实，急性和慢性应激都可导致交感神经系统失调节，其传出纤维的脱抑制和随后的SIH 会加剧疼痛和促进慢性疼痛的发展 。然而，现有研究不能完全阐释SIH机制。四氢生物蝶呤(BH4)作为人和动物体内重要的必须辅酶因子，参与多种疼痛递质合成和信号转导通路，在疼痛及病理状态下的痛觉过敏形成中至关重要。我们推测BH4可能是调控SIH的关键切入点，并提出假说: BH4在DMH/RVM和外周均介导SIH发生。首先，本研究建立了急性束缚应激模型和慢性束缚应激模型，通过行为学检测大鼠机械痛阈和热痛阈的变化，同时检测大鼠背根神经节（DRG）BH4、GCH1、皮质酮、皮质酮受体基因Nr3C1、c-fos的含量和表达变化，证实急性和慢性束缚应激诱导痛觉过敏模型建立成功。其后，我们以慢性应激束缚模型为重点，通过鞘内给与外源性BH4和GCH1 抑制剂 DAHP，行为学检测大鼠机械痛阈和热痛阈的变化；检测大鼠背根神经节（DRG）BH4、GCH1、皮质酮、Nr3C1的含量和表达变化，评价了BH4在SIH中的作用。最后，本研究运用荧光光度法，检测试剂盒，荧光定量PCR等技术检测实验各组DRG的色氨酸羟化酶TPH2 、神经性一氧化氮合酶nNOS 、5-HT、NO的含量和表达变化，初步明确了BH4介导SIH的分子机制，为治疗SIH提供了理论依据。然而，BH4 在中枢神经系统的分布，以及在DMH/RVM 中的作用虽是本研究内容之一，但由于时间及经费有限尚未完成。综上所述，本研究阐明急性束缚应激和慢性束缚应激均可诱导痛觉过敏，尤以慢性应激作用显著;BH4在脊髓和外周参与介导SIH的发生； DAHP镇痛作用至少一部分是通过防止NO 的过量产生来实现 ，BH4的作用可能与HPA轴-糖皮质激素对SIH的干预调节存在反馈效应 。