ERK1/2信号通路在CGRP介导的反复偏头痛伴发脑白质神经纤维损害中的作用机制

临床发现偏头痛易伴有脑白质损害。申请者用DTI观察到无先兆偏头痛患者FA值降低且随病程长、发作频而更显著，预示脑白质神经纤维结构完整性破坏。进而在反复偏头痛大鼠模型中观察到DTI异常和胶质细胞超微结构的损害，但其机制不明。预实验发现硝酸甘油诱导偏头痛模型血CGRP升高可持续2-4小时，且CGRP可上调ERK1/2的表达并诱发小胶质细胞活化。推测CGRP可能通过MAPK信号通路激活胶质细胞参与偏头痛继发脑白质损害。本项目应用硝酸甘油诱导的反复偏头痛大鼠模型，根据头痛发作次数不同分别在美满霉素干预前后、阻断CGRP前后动态观测FA值的下降与胶质细胞激活是否相关，为临床DTI定量评价脑白质损害提供基础。观察CGRP、ERK1/2与不同类型胶质细胞的共定位关系及在不同脑区的表达模式，进而用ERK1/2 SiRNA在细胞水平探讨CGRP调控胶质细胞的信号通路，最终为偏头痛脑白质损害新防治靶标提供依据

本研究采用硝酸甘油(NTG)诱导的反复偏头痛大鼠模型，本研究检测了核因子E2相关因子2/抗氧化反应元件（Nrf2/ARE）在偏头痛发病机制中的作用。在本研究中，我们使用western blot 检测Nrf2及下游靶蛋白HO1、NQO1的表达；应用免疫荧光检测NTG皮下注射0、2h及4h时间点TNC、TG中Nrf2的表达；应用western blot 检测NTG大鼠TNC、TG及硬脑膜Nrf2及下游靶蛋白HO1、NQO1的表达，TNC和TG nNOS、c-Fos的表达，硬脑膜NF-κB及TNF-α、IL-1β炎性因子的表达；免疫荧光检测TNC nNOS、c-Fos阳性细胞数；酶联免疫吸附测定法检测颈静脉血CGRP的水平；视频监测大鼠挠头次数；应用von Frey触针测定上述五组NTG或NS后0、30min、1h、2h、3h及4h机械性痛觉阈值。.结果 本研究发现(1)皮下注射后2h和4h Nrf2免疫阳性细胞的数量均显著高于对照组。(2)NTG皮下注射0.5h、1h、2h及4h TNC部位核Nrf2及下游HO1、NQO1蛋白的表达显著高于对照组；同样，TG上述蛋白的表达也显著高于对照组；与H2O+NTG组比较，Nrf2激活剂SFN预处理显著减少NTG诱导偏头痛大鼠TNC和TG nNOS、c-Fos的表达。(3)NTG皮下注射0.5h、1h、2h及4h硬脑膜核Nrf2及下游HO1、NQO1蛋白的表达显著高于对照组；同时，与H2O+NTG组比较，莱菔硫烷（SFN)预处理显著减少NTG诱导偏头痛大鼠硬脑膜NF-κB的激活及TNF-α、IL-1β炎性因子的表达。(4)SFN预处理显著抑制NTG所诱导的CGRP释放。(5)SFN预处理显著减少NTG诱导的偏头痛实验大鼠的挠头次数，并显著增加了机械性痛觉阈值。.结论 Nrf2/ARE通路激活参与了偏头痛的发病机制，该通路活化可减弱中枢敏化，从而改善痛觉及皮肤痛觉过敏，同时可减轻脑膜神经源性炎症；SFN通过激活Nrf2/ARE通路发挥保护作用。