下丘脑弓状核alpha 7烟碱受体亚型参与偏头痛调节及机制研究

Migraine is one of the most common periodically neurological disorders. However to date, the underlying mechanisms remain largely unclear. Our previous studies showed that alpha 7 nicotine receptors (α7-nAChR) were highly expressed in arcuate nucleus (ARC) neurons. Stimulation of superior sagittal sinus (SSS) robustly induced the elevated expression ofα7-nAChR in ARC, which strongly suggested that α7-nAChR located in ARC might be involved in the pathophysiological process of migraine. In this study, by using multiple animal behaviour tests, molecular biological approaches, immunohistochemistry and electrophysiological recording, we firstly determine the effects of α7-nAChR on photophobia and CSD parameters of migraine. Secondly, we will investigate the endogenous expression of α7-nAChR in ARC. Finally, we will further examine the effects of α7-nAChR on synaptic transmission, neuronal excitability, and the relevant mechanisms in ARC neurons. Our studies will help to clarify the cellular and molecular mechanisms of the trigger of migraine. Moreover, we hope to translate our studies to the development of novel therapeutic targets and new regimens for the clinical treatment of migraine.

偏头痛是一类常见的三叉神经血管系统疾病，发病机制迄今未明，临床治疗手段有限。我们的前期研究结果显示，alpha 7烟碱受体亚型（α7-nAChR）在下丘脑弓状核(ARC)神经元中高表达，硬脑膜刺激模型诱导偏头痛发作可使ARC内α7-nAChR蛋白表达及电流显著增高，提示α7-nAChR可能参与偏头痛病理生理。本项目在前期研究的基础上，应用行为学及在体电生理记录，首先研究α7-nAChR对大鼠偏头痛行为学及皮层扩散性抑制的影响；其次应用组织化学及分子生物学检测，阐明ARC内α7-nAChR的表达、定位，以及α7-nAChR对ARC神经元功能活动及相关转导蛋白表达/磷酸化的影响；最后应用遗传学手段及脑片/细胞电生理记录，探讨α7-nAChR对ARC神经元突触间递质释放、兴奋性改变及分子机制。本研究的完成将揭示ARC神经元α7-nAChR参与偏头痛发生的病理机制，为偏头痛的临床治疗提供理论依据。

偏头痛是一类常见的、周期性发作的神经系统疾病，其发病机制迄今仍不明确，临床缺乏有效的治疗手段。因而，加强偏头痛病因学及发病机制研究，发现治疗偏头痛新药的有益靶标，对于提高人类健康水平具有重大意义。下丘脑弓状核（arcuate nucleus，ARC）是机体内源性痛觉调制系统的重要组成部分，参与调节慢性疼痛。研究表明，中枢烟碱型乙酰胆碱受体（nicotinic acetylcholine receptors，nAChRs）参与了偏头痛发生的病理生理。因此，研究ARC神经元中α7-nAChR参与偏头痛发生及三叉神经血管系统病理生理机制，并针对α7-nAChR筛选调控其受体及小分子化合物，可为临床开发新型镇痛药物提供实验依据。.本项目采用上矢状窦硬脑膜电刺激及KCl化学刺激方法，建立偏头痛模型，分别从整体水平、组织水平及细胞分子水平，研究ARC神经元中α7-nAChR参与偏头痛发生的病理生理机制。采用行为学、免疫细胞化学、分子生物学、遗传学基因干扰或过表达以及电生理、药理学等方法，观察ARC中α7-nAChR表达的变化、与相关神经细胞标记物的共定位、对神经细胞兴奋性与离子通道电流的影响、对神经细胞CGRP的合成与释放、以及对相关蛋白激酶表达与磷酸化等的影响，探究α7-nAChR表达变化的转录水平调控机制。结果表明：偏头痛模型ARC中α7-nAChR表达显著下降，激活或过表达α7-nAChR可翻转疼痛行为。进一步机制研究表明核内转录因子Sp1可负相调控α7 nAChR的表达水平，进而参与偏头痛的发生。.通过本项目研究，深化了对慢性偏头痛的病理生理及其潜在发病机制的认识，提出了α7 nAchR参与调节偏头痛调节的病理生理，明确了α7 nAchR是偏头痛功能突变发病机制中一种重要的调节蛋白，为临床预防和开发治疗偏头痛药物提供新的思路。