TRPV4-MAPK途径在大鼠背根神经节持续压迫痛觉过敏及异常放电中的调控机制

Transient receptor potential vanilloid subtype 4 (TRPV4) plays an important role in CCD-induced allodynia and ectopic discharge. After CCD surgery, the calcium response to hypotonic stimuli and 4α-PDD enhances. Mitogen-actived protein kinases (MAPKs) have been testified to be related with the allodynia and excitability of DRG neurons. Further, p38 could be activated by the increase of intracellular Ca2+, ERK could be mediated by TRPV4, and MAPKs could be activated by TRPV1. In addition, the activity of ERK increases in CCD rats, and inhibition of ERK could induce the reduced excitability of DRG neurons. Thus, in this study, patch-clamp technique, siRNA, western blot, and real-time PCR technique will be used to verify the role of TRPV4-MAPKs in CCD-induced allodynia and ectopic discharge,to further provide new point of view for the neuropathic pain.

TRPV4（一种非选择性阳离子通道）参与CCD后病理性疼痛及异常放电，而MAPKs系统（丝裂原活化蛋白激酶系统，包括ERK、JNK及p38）被证实与病理性疼痛及神经元高兴奋性有关。p38可被细胞内Ca2+升高激活；MAPKs可被与TRPV4具有较高同源性的TRPV1激活，ERK可受到TRPV4的调节。此外，背根神经节（DRG）持续受压（CCD）大鼠DRG中激活的ERK增加，其抑制剂可降低DRG神经元的兴奋性。因此，我们拟采用膜片钳、神经纤维电生理技术、siRNA以及分子生物学技术等研究TRPV4是否通过调节MAPKs通路的活性，介导CCD后DRG神经元的异常放电和痛觉过敏，明确MAPKs家族在CCD大鼠痛觉过敏中的作用，探讨CCD后神经痛的机制和分子基础，以期为神经病理性疼痛的发生探讨新理论。

大鼠背根神经节（dorsal root ganglion，DRG）持续受压（chronic compression of DRG，CCD）模型是实验研究中典型的神经病理性疼痛模型，造模成功后，CCD大鼠可出现自发性的疼痛、机械痛敏、热痛敏和异常疼痛，并且伴随有神经元自发性放电的增加、动作电位降低，且出现电流阈值降低。瞬时感受器电位离子通道家族中香草素受体亚家族4(transient receptor potential vanilloid receptor 4，TRPV4)表达的变化可调节MAPK通路的活性和表达，进而调节MAPK通路在神经病理性疼痛外周敏化中的生物作用。一方面，CCD后大鼠痛觉敏感，其机械刺激缩爪反应阈值明显下降。给予4α-PDD（TRPV4激动剂）和anisomycin（p38激动剂）后痛敏增强，而给予RR（TRPV4抑制剂）和SB203580（p38抑制剂）后痛敏减弱。CCD大鼠鞘内注射TRPV4和p38的激动剂后，两者蛋白表达增加，伴随着机械刺激缩爪反应阈值的降低，同时大鼠背根神经节神经元出现异位放电，其放电的振幅升高，而这一变化趋势伴随着阳性的小体积神经元数目的增加；反之注射抑制剂亦然。进而证实TRPV4及p38参与介导了CCD后神经病理性疼痛的产生，且TRPV4与p38之间存在相互作用关系。此外，大鼠鞘内注射MAPK特异性抑制剂可缓解CCD手术侧诱发的机械压迫性痛敏，CCD术后p38、ERK和JNK基因及蛋白表达上调可明显被抑制，与机械刺激缩爪反应阈值、阳性大神经元的数目的变化有相同的趋势。另一方面，针对大鼠背根神经节神经元构建慢病毒干扰ERKshRNA载体并进行转染，有效干扰ERK的表达可缓解CCD诱导的痛敏，并伴随着CCD后大鼠DRG中TRPV4的表达下调及神经元细胞内钙离子增加，进而明确TRPV4-ERK通路参与介导CCD 模型中病理性神经痛的机制。同时，大鼠CCD后手术侧脊髓背角内TRPV4蛋白表达上调及阳性数目增多，TRPV4可能参与CCD后神经病理性疼痛的中枢敏化机制。