以星形胶质细胞为靶点阐明慢性疼痛机制：DREAM信号通路的研究

疼痛本身就是一种疾病，特别是慢性疼痛，严重时影响患者生活质量，造成沉重的社会经济负担。目前的临床药物以神经元为靶点，仅对急性痛有效，对慢性痛疗效差。缓解消除慢性疼痛，是医学领域亟待解决的一个要点和难点。已有研究提示，星形胶质细胞在慢性疼痛时会发生激活，分泌促炎性细胞因子，对慢性疼痛的维持发挥至关重要的作用，本研究组前期工作证实与疼痛密切相关分子prodynorphin存在于星形胶质细胞，为在星形胶质细胞中研究DREAM通路与疼痛关系提供了基础，本课题以星形胶质细胞为靶点，以DREAM-prodynorphin-dynorphin通路研究为突破口，在细胞与分子水平研究星形胶质细胞对模拟疼痛刺激的反应。通过星形胶质细胞，谷氨酸能和GABA能神经元的比较研究，探索星形胶质细胞与神经元参与慢性疼痛的不同机制。并在在体慢性疼痛模型中印证，将为慢性疼痛的分子发生机制及临床治疗提供理论基础和指导。

伤害性刺激引起的信息依靠神经细胞的传导实现从外周到中枢，最终形成疼痛。传统观念认为，疼痛的发生主要是神经元的功能改变引起。但目前以神经元为干预靶点的药物治疗对慢性疼痛效果不佳。神经递质可以作用于星形胶质细胞触发星形胶质细胞释放多种神经活性分子，增强其参与疼痛信息传递的能力。由于缺乏详细的细胞和分子机制的研究，目前对于星形胶质细胞参与疼痛的机制还知之甚少。本项目研究发现星形胶质细胞内同样存在一直被认为是神经元细胞特有的DREAM蛋白、前强啡肽原和强啡肽等疼痛信号分子。疼痛信息传递物质引起的星形胶质细胞去极化可以通过调节这些信号分子，从而实现星形胶质细胞对疼痛信息传递的过程。由于DREAM蛋白在不同神经细胞内分布和功能的不同，星形胶质细胞内这一信号通路以一种截然不同于其在神经元内的方式发挥作用。在星形胶质细胞内，高钾离子诱导的去极化可以通过NMDA 受体和PI-3激酶抑制DREAM的表达，从而解除其对prodynorphin 基因转录水平表达的阻遏作用，还可以影响星形胶质细胞内prodynorphin主要剪切产物强啡肽A (1-13)的含量。这些为星形胶质细胞通过DREAM参与疼痛提供了新的实验证据。DREAM蛋白有A和B两个亚型，其包含不同的N端。研究发现DREAM isoform A和B在星形胶质细胞、抑制性神经元、兴奋性神经元中都存在，并且在三种细胞中isoform Ａ的水平都要远多于Ｂ的水平，而isoform A随细胞或动物发育成熟，表达水平会逐渐升高。但isoform B的水平逐渐降低。通过生物信息预测与实验验证发现DREAM isoform A和B在细胞内的定位不同，isoform A可以分布于包括细胞核和细胞浆在内的整个细胞，而isoform B主要分布于内质网与核周。因此只有DREAM isoform A可以定位于细胞核，发挥转录抑制因子的作用，而isoform B定位于内质网，可能在发育早期发挥重要作用。进一步研究发现星形胶质细胞、抑制性GABA能神经元和兴奋性谷氨酸能神经元三种细胞在受到模拟疼痛刺激时细胞内DREAM isoform A和prodynorphin的表达变化不同。这些实验结果提示同一递质的刺激会在星形胶质细胞、抑制性神经元和兴奋性神经元中引起不同的反应，为阐明星形胶质细胞和神经元在疼痛中发挥不同作用的提供了新的实验依据。