氧化-内质网应激及MAPK信号通路在医用臭氧的脊髓过氧化损伤的作用机制

Medical oxygen-ozone technology is widely used in clinical pain and obtains good effects recently. However, Nerve root injury caused by ozone was found in clinical.Our previous work found that higher concentrations of ozone could cause the oxidative damage on spinal cord of rabbit,also lead to the cell membrane damage of neurons in vitro,but the mechanism of it is still unclear.We found that the apoptosis of neurons increased with increasing concentrations of ozone.While endoplasmic reticulum stress(ERS) which plays an important role in the cell's homeostasis is profound to the cell's apoptosis, this project intends to study mechanism of the oxidative injury caused by ozone from the perspective of ERS. First, the expression of ERS-related genes (GRP78/Bip and CHOP) in the nervous system will be investigated; observe the effect of ozone on the ERS after treatment with NAC which protects the system against the ERS; study the role of ERS in oxidative injury caused by ozone; finally, then clarify the relationship between the mitogen-activated protein kinase (MAPK) signaling pathway activated by ozone and the regulation of the genes related with ERS. This project will illustrate the molecular mechanisms of oxidative damage of medical ozone on the spinal cord and offer the theoretical basis for its pain clinical application.

近些年，医用臭氧技术广泛应用于疼痛临床中，并取得了较高的有效率。然而，我们及其他学者在临床工作中发现，臭氧使用不当会导致神经根损伤。我们经研究发现较高浓度臭氧可造成兔脊髓过氧化损伤，同时导致体外培养神经细胞膜受损，但国内外关于其过氧化机制研究不清。同时随着浓度的增加臭氧可使神经元细胞凋亡率增加；由于内质网应激对细胞的稳态调节起着重要作用，是导致细胞凋亡的一个重要因素之一，因此本课题拟从内质网应激角度研究臭氧的过氧化损伤机制。首先，通过体内外实验检测不同浓度医用臭氧对神经系统内质网应激相关基因（GRP78/Bip和CHOP）的表达变化；研究内质网应激在臭氧对脊髓过氧化损伤中的作用；继而阐明医用臭氧激活激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路与调节内质网应激相关基因表达之间的相互关系。本课题将阐明医用臭氧对脊髓过氧化损伤作用的分子机制，为其在疼痛临床应用提供坚定的理论依据。

近年医用臭氧注射技术在疼痛临床中均显示了良好的应用前景。研究发现将不同浓度（30, 50, 80 μg/ml） 的医用臭氧经小脑延髓池注入兔蛛网膜下腔， 结果表明鞘内注射较高浓度（50, 80 μg/ml）医用臭氧对脊髓造成过氧化损伤作用，且损伤程度与臭氧浓度有量效关系；同时在较高浓度（40, 60 μg/ml）臭氧作用下星形胶质细胞细胞形态明显受损，细胞膜通透性增加。氧化损伤是多因素、 多环节的级联过程， 而细胞凋亡是导致神经细胞过氧化损伤的主要机制之一。. 我们的研究结果表明，医用臭氧对神经元氧化损伤作用呈浓度依赖性。JNK抑制剂预处理大鼠，可以显着减少由臭氧引起的细胞凋亡和氧化损伤，提高运动功能评分。医用臭氧对脊髓神经元毒性作用主要与激活JNK信号通路相关。. 40ug/ml的医用臭氧促进了神经元细胞的凋亡。医用臭氧促进脊髓神经元内质网钙离子释放, Ca2+螯合剂可减少臭氧对神经元细胞的凋亡作用。CaMKII拮抗剂也可抑制医用臭氧对神经元细胞的毒性作用。内质网IP3/RYR信号通路参与医用臭氧诱导的钙离子释放，医用臭氧通过促进内质网钙离子释放进一步激活CaMKII/MAPK信号通路，医用臭氧通过促进内质网钙离子释放、激活CaMKII信号通路诱导脊髓神经元凋亡。该研究为临床合理安全使用医用臭氧提供合理的实验依据。