脊髓背角YAP/TAZ时间与空间表达变化在神经病理性疼痛发病过程中的作用及机制研究

Pathogenic mechanism of neuropathic pain is complicated and dissatisfied with treatment. We have demonstrated, for the first time, that two critical downstream components of the Hippo signaling pathway display different temporal and topographic patterns of expression within the spinal cord dorsal horn following peripheral nerve injury, but the potential mechanism is not clear. As we know, the postsynaptic neurons, glial cells and primary afferent nerve terminals in spinal dorsal horn take a critical role in neuropathic pain. So we provide a hypothesis about the different temporal and topographic patterns of YAP/TAZ plastic regulate for cells, synapsis and structure in spinal dorsal horn, might be important cellular mechanism of development and maintenance for neuropathic pain. The present study was designed to verify our hypothesis from levels of in vivo, organization and cells by establishing peripheral nerve injury animal model on TAZ knockout mice, GAD67-GFP transgenic mice, using animal behavioral test, siRNA treatment, patch-clamp technique and molecular biology methods to a) observe YAP regulation of neurotransmitters between synapses and the effect on GABAergic neurons apoptosis, b) TAZ regulation of glial cells and excitatory receptors on post-synaptic neurons and dendritic structures, c) changes of YAP/TAZ in venous blood and cerebrospinal fluid (CSF). This is all for exploring the mechanism for YAP/TAZ overall regulation of afferent nociception from peripheral nerve injury. This study aimed to explore new research field and provide experimental evidence for treating neuropathic pain.

神经病理性疼痛发病机制复杂，疗效不确切。我们前期研究结果发现外周神经损伤后YAP/TAZ在脊髓背角表达具有时间与空间不同。既往研究表明脊髓背角突触后神经元、胶质细胞及初级传入神经纤维终端均在神经病理性疼痛中发挥重要作用。我们推测YAP/TAZ对脊髓背角细胞、突触及结构存在时空变化的潜在可塑性调控，可能是神经病理性疼痛发生与维持的重要分子机制。本研究拟观察YAP对突触间神经递质调控和GABAergic神经元凋亡的影响；TAZ对突触后神经元兴奋性受体及小胶质细胞的调控，对突触后神经元树突形态调节；神经病理性疼痛患者静脉血及脑脊液YAP/TAZ变化；探索YAP/TAZ整体调控外周神经损伤信号传入脊髓背角的机制。拟制备外周神经损伤模型，应用动物行为学，干扰治疗，膜片钳等手段，从整体-组织-细胞层次证明我们的假说。此研究将为神经病理性疼痛发病机制研究开拓新的领域，为该疾病治疗提供理论和实验依据。

神经病理性疼痛发病机制复杂，疗效不确切。我们前期预实验结果发现外资神经损伤后YAP/TAZ在脊髓后角表达具有时间与空间不同。既往研究表明脊髓后角突触后神经元、胶质细胞及初级传入神经纤维终端均在神经病理性疼痛中发挥重要作用。我们在课题申请时推测YAP/TAZ对脊髓后角细胞、突触及结构存在时空变化的潜在可塑性调控，可能是神经病理性疼痛发生与维持的重要分子机制。本研究通过制备外周神经损伤模型，利用动物行为学、shRNA干扰及电生理等多种手段，从整体——组织——细胞三个不同层次证明：神经病理性疼痛早期，脊髓后角存在YAP和TAZ时间和空间上差异化的表达，YAP主要存在于脊髓浅表层，且在疼痛过程中持续高表达；而TAZ则非特异的表达在整个脊髓后角，仅在疼痛发生早期有明显高表达。利用shRNA特异性敲减YAP和TAZ的表达，可以显著缓解CCI所致痛觉过敏；而在正常动物脊髓后角高表达YAP和TAZ后，则能够直接诱发痛觉过敏出现。利用脊髓切片电生理和ELISA检测发现，干扰YAP和TAZ的表达，可以明显逆转CCI引起的突触传递活动改变及炎症反应。而且我们进一步收集神经病理性疼痛患者血液样本检测发现，血清中YAP和TAZ的含量同样存在明显升高。同时，我们利用临床用镇静药物右美托咪定和咪达唑仑处理CCI模型大鼠发现，其可明显减轻神经病理性疼痛反应，而且影响脊髓后角兴奋性和抑制性突触传递功能，影响SHH信号分子功能。上述研究结果综合到一起，我们认为，YAP和TAZ信号分子在神经病理性疼痛发生初期扮演着重要的角色，它们可能通过调节脊髓后角的兴奋性和抑制性神经元的功能活动，导致神经损伤后脊髓后角的信息编码应激，引起持续的痛觉过敏发生。本研究为神经病理性疼痛的发病机制找到了更为明确的信号调控分子，可能成为未来新的药物开发和治疗靶点，从而有效缓解患者的病痛折磨。