BDNF对脊髓二级感觉投射神经元GABAA受体的调节机制及其在内脏痛中的作用

The mechanisms of functional gastrointestinal diseases are sitll not clear. Our previously data shown BDNF protein was upregulated in the superficial layers of spinal dorsal horn after colorectal distention (CRD), and the GABAA redeptor expression increased correspondingly. Enhancement of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) attenuated visceral hypersensitivity . But the underlying mechanisms are still not clear. Further studies showed that BDNF induced GABAA receptor expression through activating PI3K-AKT and PLCγ pathways. According our previous results, we suspect that BDNF avtivates AKT and then inhibits the kinase activity of GSK3-β, inhibits the phosphorylation of gephyrin, and enhances the membrane stability of GABAA receptor. BDNF can also induce GABA A receptor expression through activating the PLCγ-IP3-Ca2+/CaMKⅡpathway. BDNF inhibits the excitability of the second-order neurons in the spinal dorsal horn and attenuates viceral nociception through both pathways. Thus, In this study, we propose to use patch clamp, retrograde tracing, cassium imaging, and molecular techaniques to study the possible spinal mechanisums of changes of visceral hypersensitivity. This research may disclose a new mechanisum and therapic target of visceral pain.

内脏痛是功能性胃肠道疾病最常见的症状之一，但其发生机制还不清楚。我们研究发现直结肠扩张内脏痛模型中脊髓后角浅层BDNF表达增多、神经元细胞膜中GABA A受体蛋白水平升高，抑制内脏痛的发生，但其作用机制尚不清楚。进一步研究发现BDNF通过激活PI3K-Akt和PLCγ两条途径诱导GABA A受体膜蛋白水平升高。我们根据预实验结果推测在脊髓第二级感觉神经元中，BDNF一方面激活PLCγ-IP3-Ca2+/CaMKⅡ信号通路磷酸化GABA A受体，诱导其转运、上膜及功能改变；另一方面通过激活Akt，抑制GSK3-β对锚定蛋白gephyrin的磷酸化，增强GABA A受体在细胞膜上的稳定性。两条通路协同作用，抑制第二级感觉投射神经元的兴奋性，抑制内脏痛的发生。该课题拟应用膜片钳记录、逆行示踪、钙成像及多种分子生物学方法，揭示BDNF抑制内脏痛的脊髓机制，为内脏痛的治疗提供新的理论依据和新手段。

内脏痛是功能性胃肠道疾病最常见的症状之一，但其发生机制还不清楚。我们研究发现直结肠扩张内脏痛模型中脊髓后角浅层BDNF表达增多、神经元细胞膜中GABA A受体蛋白水平升高，抑制内脏痛的发生。进一步研究发现BDNF通过激活PI3K-Akt和PLCγ两条途径诱导GABA A受体膜蛋白水平升高。我们根据预实验结果推测在脊髓第二级感觉神经元中，BDNF一方面激活PLCγ-IP3-Ca2+/CaMKⅡ信号通路磷酸化GABA A受体，诱导其转运、上膜及功能改变；另一方面通过激活Akt，抑制GSK3-β对锚定蛋白gephyrin的磷酸化，增强GABA A受体在细胞膜上的稳定性。两条通路协同作用，抑制第二级感觉投射神经元的兴奋性，抑制内脏痛的发生。在具体实验过程中，我们发现BDNF诱导了脊髓背角中间神经元上GABA能信号系统的表达，而不是脊髓二级感觉神经元上GABA能信号系统的表达。同时我们进一步研究了GABA能信号系统在结肠炎诱导的炎症性内脏痛中的作用及机制，该课题应用逆行示踪、钙成像及多种分子生物学方法，揭示BDNF抑制内脏痛的机制，为内脏痛的治疗提供新的理论依据和新手段。