TNF-JNK-MCP-1-ERK通路及姜黄素对糖尿病神经病理性疼痛的作用及机制

糖尿病是全球性危害人类健康的重大疾病之一，糖尿病周围神经病是糖尿病最常见、最难治的并发症，其疼痛严重影响患者的生活质量。TNF-α-JNK-MCP-1-ERK是联系神经损伤与神经病理性疼痛的关键中间信号途径,但在糖尿病神经病理性疼痛中的作用未见报道。我们前期研究发现姜黄素能减轻糖尿病神经病理性疼痛，因姜黄素是中药有效成分中效果好、极具研究价值的抗氧化应激、维持机体自稳的天然产物，深入研究阐明机制有重要意义。本课题拟采用培养大鼠胶质细胞模型、大鼠糖尿病神经病理性疼痛模型及带背根的脊髓片电生理实验，应用行为学、分子生物学、免疫组织化学、组织病理学、电生理等方法，研究①TNF-α-JNK-MCP-1-ERK通路在糖尿病神经病理性疼痛中的作用；②姜黄素缓解神经病理性疼痛的作用是否与抑制TNF-α-JNK-MCP-1-ERK通路有关？为姜黄素应用于神经病理性疼痛的临床治疗提供实验基础理论依据。

糖尿病神经病理性疼痛（DNP）是糖尿病最常见、最难治并发症。我们采用I型DNP大鼠模型，发现痛阈明显增加，脊髓背角和背根神经节（DRG）p-JNK、NF-κBp65、p-CREB、p-ERK1/2、AP-1及AR表达上调；脊髓和DRG凋亡细胞，促凋亡蛋白Apaf-1等表达增多，而抗凋亡蛋白表达减少；姜黄素可显著减轻I型DNP大鼠的痛阈，剂量以100mg/kg/d最佳。.为探讨TNF-α-JNK- MCP-1-ERK是联系神经损伤与神经病理性疼痛的关键途径，我们在培养大鼠胶质细胞培养基中加入TNF-α可诱导星形胶质细胞JNK及MCP-1表达上调，姜黄素抑制TNF-α诱导后MCP-1及JNK的表达。.鉴于90%的病人为2型糖尿病，随后我们建立大鼠2型DNP模型，发现DNP大鼠脊髓背角和DRG IRE1α、p-JNK表达增多；内质网应激相关蛋白BiP、p-eIF2α表达增加，姜黄素下调脊髓背角和DRG p-JNK、BiP、p-eIF2α表达，拮抗内质网应激，缓解疼痛。另发现DNP大鼠脊髓背角和DRG MCP-1增加，鞘内注射JNK抑制剂可以明显缓解疼痛，并引起下游MCP-1的表达下降，而鞘内注射MCP-1激动剂可明显增加痛阈，但不影响上游JNK的表达，证实JNK为MCP-1的上游物质。DNP大鼠脊髓背角和DRG p-ERK、p-CREB表达增多，腹腔注射姜黄素或鞘内注射JNK抑制剂能有效缓解疼痛并降低p-ERK、p-CREB的表达，腹腔注射姜黄素的同时鞘内注射MCP-1加重了DNP大鼠的热痛敏和机械痛敏，推测姜黄素抗2型DPN机制可能与抑制JNK/MCP-1/ERK/CREB信号通路有关。深入研究发现CREB下游物质KIF17、NR2B参与了Ⅱ型DNP的发病机制，而NR1不参与；鞘内注射MCP-1中和性抗体，p-JAK2，p-STAT3，p-NR2B表达明显降低，鞘内注射MCP-1性抗体或JAK2抑制剂后均能抑制p-JAK2，p-STAT3，p-NR2B的表达且缓解疼痛。电生理实验发现Ⅱ型DNP大鼠DRG神经元的总钠电流与TTX-R钠电流显著增加，且伴随神经元基本电生理特性的改变；姜黄素能降低DRG神经元总钠电流与TTX-R钠电流幅度。以上结果表明，TNF-α-JNK- MCP-1-ERK通路是Ⅱ型DNP的主要形成通路，姜黄素可抑制该通路缓解疼痛。