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脊髓NMDA受体的酪氨酸磷酸化在诱发痛觉超敏中的应用

论文摘要

目的:脊髓背角N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)型谷氨酸受体的功能亢进,在慢性病理性疼痛的形成和维持中发挥至关重要的作用。前期资料显示:NMDA受体本身的激活,通过特异性诱发“包含NR2B亚基的NMDA受体(简称NR2B受体)”在兴奋性突触中的异常表达,会直接导致NMDA受体的功能亢进和痛觉超敏。而最近的研究发现:NR2B受体的突触异常表达与NR2B受体的酪氨酸磷酸化水平密切相关。但脊髓背角NR2B受体酪氨酸磷酸化的分子调控机制,到目前为止尚不清楚。本研究的目的,在于探讨NR2B受体发生酪氨酸磷酸化的信号转导通路。方法:健康、雄性小鼠,鞘内直接注射NMDA或足底注射完全佛氏佐剂(Complete Freund’s Adjuvant; CFA)、以激活脊髓背角NMDA受体,观察NR2B受体酪氨酸磷酸化水平的改变及其与受体在兴奋性突触中异常表达之间的关系;探讨Src家族酪氨酸激酶(SFKs)和酪氨酸磷酸酶(PTPs)信号通路在NMDA受体调节NR2B酪氨酸磷酸化中的作用及其意义。结果:(1)鞘内注射NMDA (10-60ng),在剂量依赖性地诱发正常小鼠痛觉超敏的同时,虽然不影响脊髓NMDA受体NR1、NR2A、NR2B亚基的总蛋白含量,但却能够特异性提高NR1/NR2B亚基的突触表达水平,诱发NR2B受体的功能亢进;当鞘内给予NR2B受体的选择性阻断剂艾芬地尔(ifenprodil)之后,NMDA诱发的痛觉超敏会被完全阻断;(2)鞘内注射SFKs的选择性抑制剂PP2(1.5μg),不仅能够有效缓解NMDA诱发的痛觉超敏,同时能够完全逆转NMDA引起的NR2B/NR1亚基的突触异常表达;(3)作为对照,另一种NR2B受体的调控蛋白--钙/钙调素依赖性蛋白激酶Ⅱ(CaMKII)的抑制剂KN-93,虽然能够缓解NMDA诱发的痛觉超敏,但却不能抑制NMDA引起的突触NR2B/NR1的异常表达;(4)直接检测NR2B第1472位酪氨酸残基(NR2B-Y1472)的磷酸化,发现:NMDA能够剂量依赖性地升高小鼠脊髓NR2B-Y1472的磷酸化水平,且这一作用可被SFKs抑制剂PP2完全阻断,提示:激活细胞内的SFKs、增强SFKs对NR2B的催化磷酸化,可能是NMDA受体诱发突触NR2B表达亢进的重要机制之一;(5)除了SFKs,蛋白酪氨酸磷酸酶(PTPs)可能也参与NMDA受体对NR2B的调节,因为:鞘内给予PTPs的抑制剂Na3VO4,不仅能够剂量依赖性地缓解NMDA诱发的痛觉超敏,而且会显著降低NMDA引起的突触NR2B受体的异常表达;(6)不仅如此,鞘内注射Na3VO4,也能通过抑制组织损伤诱发的NR2B-Y1472的磷酸化,降低NR2B的突触表达,有效治疗慢性炎性疼痛症状。结论:脊髓背角中的NMDA受体,通过激活细胞内的SFKs和PTPs,催化NR2B-Y1472发生磷酸化,诱导NR2B受体向突触表达,最终导致NR2B受体的功能亢进和痛觉超敏的形成。