CCK通过迷走传入神经致杏仁中央核NMDA受体可塑性介导高脂/高蛋白诱发的内脏高敏感反应

Visceral hypersensitivity (VH) is central in the pathogenesis of irritable bowel syndrome(IBS), in which functional sensitization of the related brain regions play a crucial role. The central nucleus of amygdala (CeA) is a key nucleus in pain modulation. Clinically, IBS patients often complain of VH-related symptoms after high-fat or protein diet, for which the underlying mechanisms are not clear. It was found in our preliminary experiments that, intraduodenal infusion of lipid or peptone enhanced visceral pain response, accompanied with elevated plasma cholecystokinin(CCK) concentration. Additionally, it was shown that CCK treatment resulted in augmented nociception, which may be dependent on vagal afferent pathway. Moreover, CCK treatment also lead to up-regulateion of NMDA NR2B mRNA level in CeA. This program aims to testify that, there exists a "CCK/vagal afferents/ NMDA receptor plasticity in CeA" mechanism, which may underlie VH response elicited by high-fat or protein diet. The clarification of the above issue may provide new insights for the pathogenesis of IBS and clinical treatment.

内脏高敏感反应是肠易激综合征（IBS）患者症状产生的核心机制，特定脑区的功能敏化是这一机制中的关键环节，而杏仁中央核在内脏痛相关脑区功能敏化的效应机制中居于重要地位。临床上，高脂/高蛋白饮食引发IBS内脏高敏感反应症状多见，但其机制不详。我们的预实验发现，大鼠肠腔内灌注脂肪乳或蛋白胨后内脏痛反应增强，并伴有血浆胆囊收缩素（CCK）浓度升高；后者可能通过迷走传入神经介导诱发内脏高敏感反应，并引起杏仁中央核谷氨酸NMDA受体NR2B亚基表达增强。本项目拟通过神经药理学、分子生物学和电生理学等手段，试图证实高脂/高蛋白饮食引发内脏高敏感反应的机制中存在"CCK/迷走传入神经/杏仁中央核NMDA受体可塑性"的胃肠神经病学机制，并阐明其关键分子环节。项目的实施将为高脂/高蛋白饮食引发IBS内脏高敏感症状的发病机制研究和临床干预提供理论新思路。

高脂/高蛋白食物引发肠易激综合征（IBS）症状（特别是餐后症状，如饱胀、腹痛、腹部不适、恶心、腹泻等）是部分IBS患者食物不耐受的常见临床表现，其机制不详。内脏高敏感反应是IBS症状产生核心机制，特定脑区的功能敏化是该机制的关键环节，而杏仁中央核（CeA）是参与胃肠内脏痛调控主要中枢核团之一。NMDA受体可塑性是中枢核团功能调控的主要机制。本课题组的预实验结果以及文献证据表明，高脂高蛋白饮食可引发血浆胆囊收缩素（CCK）浓度升高，后者参与进食行为以及胃肠分泌及运动功能调控。然而，CCK是否参与内脏敏感反应的神经调控，从而引发或加重 IBS症状，目前尚不清楚。本项目采用神经药理学、组织学、分子生物学和电生理学等手段，首次证实高脂/高蛋白饮食引发内脏高敏感反应的机制中存在“CCK/迷走传入神经/CeA NMDA受体可塑性”的胃肠神经病学机制。项目取得了如下有重要理论和临床价值的原创性研究成果：1）CCK-8（ip）剂量依赖性地增强大鼠结直肠扩张（CRD）所致的内脏痛反应（VMR）。2）CCK促痛作用依赖于迷走传入神经：辣椒素或膈下迷走神经切断术预处理后CCK-8促痛作用消失；CCK-8处理后迷走神经节（而不是脊髓背根神经节）神经元c-Fos表达明显增加。3）CeA内NR2B参与CCK促痛作用：CeA内微注射非选择性NMDA受体阻断剂MK-801或选择性NR2B阻断剂ifenprodil（而不是NR2A阻断剂NVP-AAM077），以及应用siRNA 下调CeA内NR2B表达后，CCK-8增强VMR的作用消失。Western blot结果显示，CCK-8处理后CeA内NR2B磷酸化水平明显升高。辣椒素功能性阻断迷走传入神经后，腹腔注射CCK-8不再引起NR2B磷酸化水平升高。4）CCK促痛作用由CCK1受体介导：选择性CCK1受体阻断剂devazepide预处理后，CCK-8不再增强NR2B磷酸化及产生促痛效应。综上，本课题组首次证实CCK经由迷走传入神经CCK1受体介导，通过促进CeA内NR2B磷酸化，诱发CeA内NMDA受体可塑性改变，导致该脑区功能敏化，引发内脏高敏感反应。本研究结果为揭示高脂/高蛋白饮食诱发IBS餐后症状的机制，并探寻该机制中潜在的、可调控的关键分子靶标提供了有价值的理论资料。