脊髓Wnt-β-catenin信号通路参与神经病理性痛慢性化的机制

神经病理性痛慢性迁延，然而其机制尚不明了。以突触数量增加为表现的慢性突触可塑性变化被认为和疼痛慢性化关系密切。最近报道Wnt信号通路能够促进突触形成并参与后阶段突触可塑性。本课题组前期研究发现脊髓Wnt-β-catenin信号通路参与疼痛信息调控并与星形胶质细胞激活密切相关。于是我们假设：外周神经损伤后脊髓星形胶质细胞活化，释放Wnt分子，激活β-catenin信号通路，促进新生突触形成，调控慢性突触可塑性变化，从而参与神经病理性痛的慢性转化。本项目通过观察大鼠脊髓背角Wnt及其受体在神经病理性痛不同阶段表达的时空变化，探讨Wnt-β-catenin信号通路与星形胶质细胞活化在疼痛慢性转化过程的相互关系，揭示Wnt参与调节脊髓背角突触形成以及突触可塑性的作用，阐明Wnt在神经病理性痛慢性化过程中的机制，从全新的视角探寻神经病理性痛慢性迁延的发生机理，为临床实践提供新的预防和治疗策略。

研究表明星形胶质细胞也在SNL诱导的神经病理性痛中起到了关键作用。星形胶质细胞的活化相比小胶质细胞更晚而更持久，这和神经病理性痛的慢性化特点一致。研究报道海马区的星形胶质细胞Wnt信号通路参与了突触可塑性改变，而在脊髓背角，突触的可塑性改变恰恰是神经病理性痛慢性化的重要机制。那么脊髓背角星形胶质细胞Wnt信号通路是否参与了外周神经损伤所致神经病理性痛脊髓背角的突触可塑性改变，目前仍没有相关报道。本研究目的在于揭示脊髓背角星形胶质细胞Wnt信号通路是否参与了外周神经损伤所致神经病理性痛的慢性化过程，以及相应调控机制。免疫组织化学荧光染色结果显示，SNL可以诱导脊髓背角星形胶质细胞的活化，并且可以从术后3 d持续到21 d仍有较高表达。在SNL所致神经病理性痛大鼠模型脊髓中，Wnt-β-catenin信号通路中Wnt-3a主要表达于星形胶质细胞，而Frizzled-4和β-catenin主要表达于神经元。实时定量PCR结果显示，SNL可以诱导脊髓背角Wnt-3a 基因在SNL后3天开始表达增高，而且与疼痛的进展有着时间上的相关性，35天时达到高峰，42天时有所下降；而Frizzled-4在术后7 d开始高表达，一直持续到28天，35天开始下降；β-catenin同样也在术后7 d开始高表达，21天后到达最高值，一直维持到35天，42天时有所下降但依旧在较高水平。Western blot结果显示Wnt-3a分子在术后3 d开始表达增高，并且从14 d到35 d一直都维持在高水平。Frizzled-4在SNL术后3 d表达略有升高，这种水平一直维持到35 d。β-catenin的表达从14 d开始明显上升，直到35天都维持在较高水平。而行为药理学结果显示，SNL术后1 d，无论是给予Wnt-3a的中和抗体还是Frizzled-4受体阻断剂干扰Wnt通路都不能缓解SNL所致神经病理性痛，同样星形胶质细胞抑制剂也不能影响SNL所致机械性痛敏。而在术后3 d或7 d干扰Wnt通路或抑制星形胶质细胞活性，都可缓解SNL所致机械性痛敏。以上结果提示脊髓背角星形胶质细胞Wnt-3a分子及其相应信号通路参与了外周神经损伤所致神经病理性痛慢性化进程，且阻断该信号通路可以治疗神经病理性痛。本研究结论提示将脊髓背角胶质细胞作为研究神经病理性痛靶点将会为临床治疗神经病理性痛提供新的理论和方法。