脊髓水平MerTK介导的小胶质细胞极化在术前焦虑应激致术后疼痛慢性化中的作用及机制研究

Clinically, preoperative anxiety was reported to exacerbate postoperative pain and had been demonstrated to be a risk factor for chronic post-surgical pain (CPSP). However, the underlying mechanism has not been fully elucidated. Our previous data and preliminary experiments suggested that preoperative anxiety potentiated and prolonged the M1 activation of spinal microglia induced by incisional surgery, and thus contributed to the initiation of CPSP. Recently, emerging evidence demonstrated that MerTK was a key homeostatic immunological regulator. By coupling with its ligands, Gas6 or ProS, MerTK could promote the resolution of excess inflammation and may promote M2 polarization of macrophage/microglia. In this project, we will assess the modulatory effects of MerTK on microglial polarization, investigate the molecular mechanism underlying the modulatory effects, and evaluate the therapeutic potential of agonism of spinal Gas6/ProS-MerTK on preoperative anxiety-induced CPSP. The implementation of this research would provide novel insights into the spinal mechanisms underlying the pathogenesis of preoperative anxiety-induced CPSP and may have important implications for the development of novel therapeutic strategies for CPSP.

临床上，术前焦虑应激可以加重术后疼痛并促使其向慢性转化，但其机制仍未阐明。本课题前期研究发现应激可以促进脊髓小胶质细胞M1型活化而诱发痛觉过敏。结合相关文献，我们推测术前焦虑应激可能通过“启动”脊髓小胶质细胞使其在切口伤害性刺激下产生强烈而持久的M1型活化而诱发术后慢性疼痛。最近的研究发现受体酪氨酸激酶Mer（MerTK）可以调控神经免疫反应。通过与其配体Gas6或ProS结合，MerTK可以发挥免疫抑制作用，促使小胶质细胞由M1型向保护性的M2型转化。本课题拟通过评价术前焦虑应激致术后慢性疼痛模型中脊髓小胶质细胞及Gas6/ProS-MerTK的改变，激活/抑制MerTK对小胶质细胞极化、大鼠痛行为的影响，以及IFNAR-STAT1-SOCS1/3通路在该过程中的作用，明晰MerTK调控脊髓小胶质细胞极化的机制及其在术前焦虑应激诱发术后疼痛慢性化中的作用，为临床防治这一现象提供新的思路。

临床上，术前焦虑应激可以加重术后疼痛并促使其向慢性转化，但其机制仍未阐明。本课题前期研究发现应激可以促进脊髓小胶质细胞M1型活化而诱发痛觉过敏。最近的研究发现受体酪氨酸激酶Mer（MerTK）可以调控神经免疫反应。通过与其配体Gas6或ProS结合，MerTK可以发挥免疫抑制作用，促使小胶质细胞由M1型向保护性的M2型转化。因此，本课题提出如下假说：Gas6/ProS激活MerTK后可以负性调控NFκB促炎性信号，促进 M1 型的小胶质细胞向抗炎性的M2型转化，从而抑制炎性反应，促进术后慢性疼痛（CPSP）的恢复。本课题使用单次延长应激（SPS）诱发大鼠产生焦虑行为，之后进行右后足切口手术来建立动物模型。结果显示，SPS可以将切口术后疼痛由3d延长至35d，并能引起脊髓小胶质细胞持续活化、脊髓促炎性因子水平持续升高。围术期连续鞘内注射小胶质细胞抑制剂米诺环素可以促进SPS引起的CPSP恢复，将术后疼痛由35d缩短至17d，但围术期连续鞘内注射星形胶质细胞抑制剂氟代柠檬酸对CPSP病程无影响。围术期连续鞘内注射MerTK激活抗体（α-Mer）可以促进SPS引起的CPSP恢复，缩短疼痛持续时间，并能抑制脊髓小胶质细胞的M1极化，但这些作用可被MerTK拮抗剂阻断。给予大鼠SPS应激后体外分离培养脊髓小胶质细胞，在体外给予脂多糖（LPS）和MerTK相关药物进行干预，结果显示，SPS大鼠的脊髓小胶质细胞对LPS反应更强；重组ProS和α-Mer均能抑制LPS引起的促炎性反应，但该作用可被MerTK抑制剂所阻断。进一步的研究显示，MerTK可以调控SOCS1/3通路以及NF-κB的活性。本课题研究结果提示脊髓小胶质细胞活化在术前焦虑引起的CPSP的起始阶段发挥关键作用；MerTK可以调控脊髓小胶质细胞介导的促炎性反应且可能是促进术前焦虑引起的CPSP恢复的治疗靶点。