10kHz脊髓电刺激介导DRG/迷走神经/NGF降低IBS内脏高敏感的机制研究

Low grade mucosal inflammation and visceral hypersensitivity is a pathophysiological hallmark of irritable bowel syndrome (IBS). The potential link between low-grade inflammation and visceral hypersensitivity and treatment are focus and academic difficulty of research in recent years. The newest results from basic research showed that nerve growth factor (NGF) dorsal root ganglion (DRG) played an important role in visceral hypersensitivity and mucosal inflammation. Spinal cord stimulation (SCS) had also been shown in our preliminary data to regulate the sensitization of DRG neurons and enhanced the vagal activity, which might reduce the visceral hypersensitivity via NGF pathway. This project aims to explore the role and relationship of DRG, vagus nerve and NGF in the SCS by molecular biological and electrophysiological methods, and discuss the underlying molecular mechanism. Therefore, it might provide new insights for the pathophysiology of IBS and experimental evidence and molecular basis for clinical application of SCS.

结肠粘膜轻度炎症和内脏高敏感是肠易激综合征（IBS）病程中的重要特征，其内在联系以及相关治疗手段仍是近年来的焦点和难点。最新研究显示神经生长因子（NGF）和脊髓背根神经节（DRG）既参与IBS内脏痛反应的调控，又参与调控肠粘膜炎症。我们在脊髓电刺激（SCS）治疗IBS的研究中发现，SCS改变脊髓DRG神经元兴奋性，增加迷走神经活性。后者可能通过NGF信号通路降低内脏高敏感。本项目拟采用神经电生理、神经分子生物学等手段，在IBS模型SCS处置研究中，证实DRG/迷走神经通路和NGF信号通路间存在联动机制；这种联动机制介导了SCS减低IBS内脏敏感，从而改善IBS症状。本项目将为IBS结肠粘膜轻度炎症和内脏高敏感的发病机制提供理论新思路，并为SCS治疗IBS提供实验依据。

目的：结肠粘膜轻度炎症和内脏高敏感是肠易激综合征（IBS）病程中的重要特征，其内在联系以及相关治疗手段仍是近年来的焦点和难点。本项目采用神经电生理、神经分子生物学等手段,研究脊髓电刺激（Spinal cord stimulation，SCS）治疗对PI-IBS大鼠内脏敏感性和肠道免疫的影响. .方法：用旋毛虫感染构建感染后肠易激综合征（post-infectious irritable bowel syndrome, PI-IBS）大鼠模型。将24只SD大鼠随机均分为3组（分别为IBS电刺激治疗组，IBS假性刺激治疗组和对照组大鼠）。造模8周时，在IBS电刺激治疗组大鼠和IBS假性刺激治疗组大鼠L1部位植入刺激电极，分别在脊髓硬膜外进行单极刺激和假性刺激6小时，连续一周，通过记录各组大鼠结直肠扩张下的腹壁回撤反射(AWR)、疼痛阈值和容量阈值评价其内脏敏感性。Western-blot检测各组大鼠肠组织NGF及其受体TrkA和Ras/MAPK信号通路的蛋白表达情况。通过免疫组化检测肠道CD4、CD8T细胞；通过ELISA 法检测中细胞因子IL-12，IL-4，IL-17。.结果：电刺激治疗PI-IBS大鼠后，肠道疼痛阈值（(P<0.01)和容量阈值(P<0.001)均明显升高;回肠末端的TrkA 表达明显增加（P<0.05），而ERK，CREB明显下降（P<0.05）。近端结肠的ERK明显增加（P<0.05）。远端结肠的TrkA（P<0.05），pERK表达明显增加（P<0.01）;回肠末端和远端结肠的CD4+T细胞明显下降（P<0.05）;电刺激后，回末IL-12/IL-4呈下降趋势（P＞0.05）。.结论：PI-IBS的肠道存在NGF介导的ERK-NGF信号通路的激活以及免疫状态的改变，而脊髓电刺激能降低PI-IBS的内脏高敏感和肠道的免疫激活状态，这为SCS成为治疗IBS的手段提供了实验依据。