雌激素调控椎间盘源性腰痛机制研究

Discogenic pain is the most common type of chronic lower back pain. Effect of estrogen on pain is explicit. Estrogen has a beneficial effect of preserving the health of intervertebral disc (IVD). We have observed that the level of ERα and ERβ expression significantly decreased along with the aggravation of IVD degeneration. In the intervertebral disc of the older female patients, colocalization of ERα, ERβ and SP immunoreactivity was observed by us in the nucleus pulposus cells. And we found that SP staining negatively correlated with both ERα and ERβ expression. Our data indicated that estrogen receptors were involved in the discogenic low back pain. However, the underlying mechanisms between estrogen and discogenic low back pain remain unclear. In the present project, we intend to study the regulatory mechanism of estrogen on the inflammatory mediators, algogenic substances and nerve ingrowth related to the discogenic low back pain at animal, organic and cellular levels. We plan to investigate the influence of selective estrogen receptors α or β modulation on the effect of estrogen in the intervertebral discogenic pain. We also intend to observe the action of the classic signaling pathways in the process of discogenic pain regulation of estrogen. These results of our study should be helpful to find a new target in the drug treatment of discogenic low back pain. The present researches will set up a theoretical foundation for prevention, etiological studies, and biology therapy of the discogenic low back pain.

椎间盘源性腰痛是临床最常见的慢性腰痛，雌激素对疼痛有确切的影响。雌激素水平和椎间盘组织健康关系密切，申请人在人腰椎间盘组织内观察到雌激素受体(ER)α和β的表达水平随着椎间盘组织退变加重而降低。我们的前期研究显示，在绝经后妇女的髓核细胞内ERα和ERβ分别和P物质 (SP)之间都存在共定位现象，而且SP均与ERα和ERβ的表达水平呈负相关，提示雌激素受体参与了椎间盘源性腰痛的调控。但雌激素对椎间盘源性腰痛的作用机制并不清楚。本项目拟从动物整体、器官和细胞水平，研究雌激素对椎间盘源性腰痛相关炎症介质、致痛因子以及神经长入的调控机制；探讨ERα和ERβ选择性调控对椎间盘源性腰痛的影响；观察经典信号通路在雌激素调控中椎间盘源性腰痛中的作用。结果有助于寻找椎间盘源性腰痛的药物治疗新靶点，并为腰痛相关疾病的预防、病因学研究和生物学治疗奠定理论基础。

椎间盘源性腰痛是临床最常见的慢性腰痛，雌激素对疼痛有确切的影响。雌激素水平和椎间盘组织健康关系密切，申请人在人腰椎间盘组织内观察到雌激素受体(ER)α和β的表达水平随着椎间盘组织退变加重而降低。本研究通过建立去势小鼠模型并给予外源性雌激素补充治疗，探索雌激素调控去势小鼠疼痛的炎症机制。实验分组为：正常对照组（N组）、假手术组（S组）、卵巢切除术组（O组）、卵巢切除术+雌激素替代治疗组（E组）、卵巢切除术+安慰剂对照组（P组）。分别在术前1天，术后3天及术后第1、2、3、4、5周测定小鼠基础痛阈变化情况，包括机械痛阈缩足阈值（PWT）与热板痛阈缩足潜伏期（PWL）。去势小鼠术后基础痛阈均较S 组低，PWT、PWL 分别在术后第1 周、术后第3日起与S 组差异有统计学意义（P<0.01）。术后第3 日，E 组、P 组炎症因子水平均较S 组高，差异具有统计学意义（P<0.01）。术后第5 周，P 组p38 表达高于S 组，差异具有统计学意义（P<0.01）。给予雌激素补充治疗后，术后第4、5 周，E 组PWT、PWL 均略有提高，与P 组差异具有统计学意义（P<0.01）。术后第5 周E 组炎症因子表达降低，与P 组差异具有统计学意义（P<0.01），但也仍然显著高于S 组（P<0.01）。术后第5 周E 组p38 表达含量降低但仍高于S 组，与P 组差异具有统计学意义（P<0.01），而与S 组比较差异已无统计学意义（P>0.05）。雌激素可能通过p38 MAPK 通路降低炎症因子水平，发挥对去势小鼠疼痛的调控作用。同时，我们采用免疫组化技术观察观察雌激素受体和疼痛相关炎性介质P物质之间的关系。结果提示，在椎间盘髓核组织的胞浆和胞核内均检测到有ERα, ERβ 和 SP的表达。免疫荧光检测到SP 和ERα, ERβ在椎间盘髓核细胞内存在共定位现象。免疫组织化学评分HSCORE提示，椎间盘髓核组织内SP 染色密度分别和ERα, ERβ染色密度存在负的相关性。老年女性椎间盘源性疼痛中，雌激素依赖性的疼痛机制可能部分是借助雌激素受体ERs 和 SP之间的相互作用实现的，在椎间盘源性疼痛的诊治中，雌激素及其受体可能成为新的治疗靶点。