钠通道β亚基介导镜像痛敏的Tenascins调控机制

Voltage-gated sodium channels play key roles in pain induction, transmission and maintenance. However, the endogenous modulation of sodium channel-involved pain mechanisms remains far from clear because of lacking of subunit-specific drugs. Recently, our preliminary results indicated that some components, especiallly Tenascins, of extracellular matrix mediated pain induction. In the present project, with the advantages of our newly-established mirror-image pain model mimicking experimental scorpion sting, the dynamic distrbution and expression, functional modulation of different type of sodium channels, β subunits and Tenascins would be assayed by animal behavioral observation, pharmacological, electrical physiological, molecular and cellular biological techniques at distinct life level. The results would reveal the functional and structural regulative mechanisms of mirror image pain-involved sodium channels by the molecular interactive combination between β subunits and Tenascins. The elucidation of modulating relationships of Tenascins-βsubunits-sodium channels during mirror image pain would greatly promote our understanding of sodium channels-involved pain mechanisms,and thus establish scientific and practical basis for the distinct strategy for diagnosis, therapy and analgesics of clinical pain.

钠通道在疼痛的发生、发展和维持中起重要作用，但限于亚型特异性药物的缺乏，致使其内源性调节方式仍不甚清楚。基于胞外基质糖蛋白Tenascins可能通过β亚基参与钠通道调控而介导镜像痛敏的前期工作新发现，本项目拟以项目组新近构建的实验性蝎蛰诱致镜像痛敏动物模型，综合应用动物行为学、药理学、电生理学、分子与细胞生物学等技术手段，在分子、细胞和整体动物等层面，着重于神经系统主要表达的Tenascin-C和Tenascin-R，检测不同亚型的钠通道、β亚基、Tenascins在镜像痛敏发生、发展和维持中的动态组合表达变化特征，探明Tenascins-β亚基-钠通道与镜像痛敏的亚型相关性的分子组合调控机制，以丰富内源性胞外基质调控疼痛相关钠通道机制的新理解，为助推钠通道亚型相关疼痛机制、疼痛诊治新策略创新知识体系的构建和镇痛新药物的研发，提供可靠的科学和实验依据。

钠通道在镜像痛敏的发生、发展和维持中起重要作用。基于胞外基质硫酸软骨蛋白聚糖特异性降解酶（ChABC）介导疼痛的新发现，本项目采用单侧足底皮下注射蝎毒素多肽BmK I诱发镜像痛敏，综合应用动物行为学、药理学、电生理学、分子与细胞生物学等技术手段，在分子、细胞和整体动物等不同层面，确定了脊髓、背根神经节（DRG）不同钠通道亚型（重点关注Nav1.8与Nav1.7）-亚基（β1、β2、β3与β4）-Tenascins（TNC 和TNR）与镜像痛敏发生、发展和维持的动态表达相关性。主要结果和新发现如下：.1.预先鞘内注射硫酸软骨蛋白聚糖特异性降解酶ChABC显著镜像痛敏。.2. ChABC逆转TNC-β亚基RNA的时程差异表达.致痛后，脊髓中同侧TNC及β亚基各亚型均呈倒“V”型，对侧均呈“N”型；DRG中双侧TNC均呈“n”型，同侧β1、β3和β4呈倒“V”型，对侧均呈升高趋势。β2同侧呈“M”型，对侧呈倒“V”型。结果表明，脊髓和DRG双侧TNC及β亚基表达呈现左右并不完全相同的“时间窗口”。但无论脊髓或DRG，其表达变化趋势均可被ChABC不同程度地逆转。 .3. ChABC逆转Nav1.8-TNC-β亚基的细胞共定位互作. 致痛后，DRG中β1、β2、β3和β4与NF200均有不同程度的共标，与IB4几乎不共标，与CGRP也有不同程度的共标。TNC与β1、β2、β3均有不同程度的共标。预先鞘内注射ChABC，可不同程度的降低DRG 中TNC与β1、β2、β3的共标定位。.4. ChABC逆转TNC-β亚基蛋白的表达变化.致痛后，脊髓中TNC无明显变化，双侧β2均呈逐渐升高趋势，β4同侧呈“n”型，对侧逐渐升高；DRG中同侧TNC的表达量呈逐渐下降趋势，对侧呈现相反的变化趋势。β1蛋白表达同侧逐渐升高，对侧逐渐降低，β2双侧均低于基线水平，β4同侧呈倒“v”型，对侧表达量逐渐升高。上述变化趋势均可被ChABC反转，但各亚基及时间点之呈现较大差异。.5. Nav1.7-β亚基-Tenascins的功能组合调控.利用新构建的Nav1.7、β1、β2真核细胞转染质粒，通过HEK293T膜片钳电生理记录发现，Nav1.7钠电流均可被β1、β2单独或共同转染显著抑制。.6. 钠通道-β亚基-Tenascins的年龄相关性.在大鼠出生后