迷走传入神经TRPA1与TRPM8信号通路介导肠粘膜慢性炎症状态下冷刺激引发内脏高敏感的机制研究

The persistent low-grade mucosal inflammation in the gastrointestinal tract after acute infection or inflammation is crucial in the pathogenesis of visceral hypersensitivity (VH) in PI-IBS, in which facilitation of vagal afferent nociception to noxious stimuli in the gut may be involved. However, the underlying mechanisms remain unknown. Clinically, IBS symptoms are frequently elicited by cold food or environment. Whether it involves the changes in vagal nociception is not unclear. Our preliminary results showed that TRPA1 and TRPM8, the cold-sensitive ion channel receptors, may mediate the facilitation of vagal afferent nociception to luminal cold exposure in rats with chronic intestinal mucosal inflammation and that they may interact functionally. This project intends to explore 1) how TRPA1 and TRPM8 mediate vagal nociception to luminal cold exposure under chronic mucosal inflammation and thus contribute to VH, and 2) whether this process can be effectively intervened. The results will shed new lights on the mechanisms for VH in PI-IBS and may offer novel targets for management of this disease.

胃肠粘膜急性炎症后持续存在的低度炎症是PI-IBS内脏高敏感症状产生的重要病理基础。迷走传入神经对胃肠伤害性刺激的感受功能易化可能参与了PI-IBS内脏高敏感形成，但具体机制不详。消化道冷环境刺激引发或加重IBS症状的临床现象多见，是否与迷走传入神经感知改变有关尚不清楚。我们的预实验发现冷敏感离子通道受体TRPA1与TRPM8可能介导慢性炎症状态下迷走传入神经感知胃肠伤害性冷刺激功能的易化。本项目拟采用组织学、神经药理学、分子生物学以及电生理等手段，探讨慢性炎症状态下，TRPA1与TRPM8受体介导迷走传入神经胃肠道冷刺激感知易化的分子机制及二者功能上的上下游关系，特别是在PI-IBS内脏高敏感形成机制中的作用；确定迷走传入神经TRPA1与TRPM8受体途径是否可作为PI-IBS内脏高敏感的可干预靶标。项目的实施将有助于揭示PI-IBS内脏高敏感的迷走传入神经调控紊乱机制。

内脏高敏感是肠易激综合征（IBS）症状产生的核心机制。精神心理应激是内脏高敏感症状的重要诱因。IBS往往伴有胃肠道粘膜低度炎症状态。慢性应激可致模型动物消化道粘膜持续低度炎症反应及内脏高敏感反应。临床上，饮用冷水、进食冷食或腹部受冷引发或加重IBS内脏高敏感症状的现象多见，提示存在冷刺激后内脏痛敏化现象，但其机制不详。本课题组前期预实验结果显示，腔内冷刺激能够诱发大鼠内脏高敏感反应，该作用依赖于迷走传入神经，并可被TRPA1拮抗剂阻断，提示迷走传入神经TRPA1通道可能介导了胃肠伤害性冷刺激诱发的促痛效应。本项目采用组织学、神经药理学、分子生物学以及电生理学等手段，利用慢性避水应激（WAS，连续10天）所致的消化道粘膜低度炎症及内脏高敏感动物模型，探讨了慢性应激状态下迷走传入神经TRPA1通路介导腔内冷刺激所致内脏痛敏化的机制。项目取得了如下有重要理论和临床价值的原创性研究成果：1）胃窦冷刺激引起的伤害性感觉效应涉及capsaicin敏感的迷走传入神经。2）慢性应激诱发大鼠消化道低度炎症反应；在该状态下，腔内冷刺激后内脏高敏感反应明显强于生理状态。3）功能性阻断迷走传入神经TRPA1功能，以及敲除TRPA1基因表达，均能够取消慢性应激状态下腔内冷刺激的促痛效应。4）在慢性应激大鼠中，迷走神经节（迷走传入神经胞体）中TRPA1表达增加。5）在慢性应激大鼠中，冷刺激之后迷走传入神经元中TRPA1依赖性的ERK1/2信号激活增加。6）在慢性应激大鼠中，冷刺激之后迷走传入神经元细胞中TRPA1依赖性的Ca2+内流增加。综合上述原创性研究结果，本课题组首次证实了慢性应激可加重腔内冷刺激导致的内脏高敏感反应，其机制可能涉及迷走传入神经TRPA1表达及功能增强。后者与应激所致消化道粘膜炎症之间的关系有待于进一步探讨。本研究首次揭示了IBS患者胃肠道冷觉感受异常的可能机制。