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目的
探讨右侧杏仁核中央核外侧包膜区(laterocapsular division of central nucleus of amygdala, CeLC)中代谢型谷氨酸受体5(metabolic glutamate receptor 5, mGluR5)在阿片诱导的痛觉过敏(opioid-induced hyperalgesia, OIH)大鼠兴奋性突触传递中的作用。
方法
实验1,SpragueDawley(SD)雄性大鼠随机均分为痛觉过敏1组(OIH1组,n=6)和对照1组(Control1组,n=6),OIH1组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,60μg/kg,共4次,间隔15min,累计剂量为240μg/kg。Control1组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测量两组大鼠机械缩足阈(paw withdrawal mechanical threshold, PWMT)及热缩足潜伏期(paw withdrawal thermal latency, PWTL),随后取右侧CeLC组织,用westernblot方法检测mGluR5蛋白表达量。
实验2,SD雄性大鼠被随机分为Vehicle组(n=6),MTEP(3μg)组(n=6)、MTEP(7.5μg)组(n=6)和MTEP(15μg)组(n=6)。均进行右侧CeLC区置管,恢复一周后注射芬太尼诱导OIH模型,6.5h后分别向各组CeLC内注射0.5μl10%二甲基亚砜(dimethyl sulphoxide, DMSO)、MTEP(mGluR5抑制剂)(3μg)、MTEP(7.5μg)和MTEP(15μg)。分别于OIH模型前、造模后及给药后0.5h测定各组PWMT和PWTL的变化,最后一次行为学测量后处死大鼠取CeLC组织,采用westernblot法检测各组mGluR5的表达量。
实验3,SD雄性大鼠随机分为OIH2组(n=4)及Control2组(n=4),OIH2组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,Control2组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测定各组机械痛和热痛的变化,行为学实验毕处死大鼠制作CeLC脑片,并记录脑片CeLC神经元微小兴奋性突触后电流(miniature excitatory postsynaptic currents, mEPSCs)频率和幅值在使用MTEP前后的变化。
实验4,SD雄性大鼠随机分为OIH3组(n=5)及Control3组(n=5),OIH3组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,Control3组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测定各组机械痛和热痛的变化,行为学实验毕处死大鼠制作CeLC脑片,并记录脑片CeLC神经元使用MTEP前后自发性兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory postsynaptic currents, sEPSCs)频率和幅值变化。
实验5,SD雄性大鼠随机分为OIH4组(n=4)及Control4组(n=4),OIH4组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,Control4组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测定各组机械痛和热痛的变化,行为学实验毕处死大鼠制作CeLC脑片,随后在脑片上采用双电极膜片钳技术通过将刺激电极置于基底外侧杏仁核(basolateral nucleus of amygdala, BLA)区,记录电极置于CeLC区,记录MTEP使用前后BLA-CeLC神经通路刺激诱发的兴奋性突触后电流(evoked excitatory postsynaptic current, eEPSC)的变化。
实验6,SD雄性大鼠随机分为OIH5组(n=4)及Control5组(n=4),OIH5组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,Control5组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测定各组机械痛和热痛的变化,行为学实验毕处死大鼠制作CeLC脑片,随后在脑片上将刺激电极置于桥脑臂旁核(parabrachial, PB)杏仁核传入区,记录电极置于CeLC区,记录MTEP使用前后PB-CeLC神经通路刺激诱发的eEPSC的变化。
结果
1.与Control1组相比,OIH1组大鼠给予芬太尼后右侧CeLC区mGluR5的蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。
2.与造模前相比,Vehicle组、MTEP(3μg)组、MTEP(7.5μg)组和MTEP(15μg)组建OIH模型后PWMT降低和PWTL缩短(P<0.05)。MTEP处理0.5h后,与Vehicle组相比,各MTEP组的PWMT和PWTL呈剂量依赖性升高/延长(P<0.05);相应右侧CeLC区mGluR5蛋白表达量也同样呈剂量依赖性下调(P<0.05)。
3.与Control2/Control3组比较,OIH2组和OIH3组大鼠建立OIH模型后,右侧CeLC区神经元mEPSCs和sEPSCs的频率明显升高,幅值明显增大(P<0.05);加入mGluR5抑制剂MTEP后mEPSCs和sEPSCs的频率和幅值均降至正常水平(P<0.05)。
4.与Control4/Control5组相比,建立OIH模型后,OIH4组和OIH5组,BLA-CeLC和PB-CeLC神经通路eEPSC的幅值明显增大(P<0.05)。加入mGluR5抑制剂MTEP后,以上升高的eEPSC幅值被降至正常水平(P<0.05)。
结论
1.OIH模型大鼠右侧CeLC区mGluR5表达量明显升高。
2.MTEP可呈剂量依赖性地翻转OIH大鼠的痛觉过敏行为及下调右侧CeLC区mGluR5表达量的增加。
3.OIH大鼠右侧CeLC区神经元突触可塑性增强,BLA-CeLC和PB-CeLC神经通路突触传递增强,mGluR5抑制剂MTEP可以逆转这些变化。
综上:右侧CeLC区mGluR5的激活参与了芬太尼诱导的痛觉过敏的调控,其参与机制可能与CeLC区神经元突触可塑性增强、BLA-CeLC及PB-CeLC神经通路兴奋性突触传递增强有关。
探讨右侧杏仁核中央核外侧包膜区(laterocapsular division of central nucleus of amygdala, CeLC)中代谢型谷氨酸受体5(metabolic glutamate receptor 5, mGluR5)在阿片诱导的痛觉过敏(opioid-induced hyperalgesia, OIH)大鼠兴奋性突触传递中的作用。
方法
实验1,SpragueDawley(SD)雄性大鼠随机均分为痛觉过敏1组(OIH1组,n=6)和对照1组(Control1组,n=6),OIH1组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,60μg/kg,共4次,间隔15min,累计剂量为240μg/kg。Control1组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测量两组大鼠机械缩足阈(paw withdrawal mechanical threshold, PWMT)及热缩足潜伏期(paw withdrawal thermal latency, PWTL),随后取右侧CeLC组织,用westernblot方法检测mGluR5蛋白表达量。
实验2,SD雄性大鼠被随机分为Vehicle组(n=6),MTEP(3μg)组(n=6)、MTEP(7.5μg)组(n=6)和MTEP(15μg)组(n=6)。均进行右侧CeLC区置管,恢复一周后注射芬太尼诱导OIH模型,6.5h后分别向各组CeLC内注射0.5μl10%二甲基亚砜(dimethyl sulphoxide, DMSO)、MTEP(mGluR5抑制剂)(3μg)、MTEP(7.5μg)和MTEP(15μg)。分别于OIH模型前、造模后及给药后0.5h测定各组PWMT和PWTL的变化,最后一次行为学测量后处死大鼠取CeLC组织,采用westernblot法检测各组mGluR5的表达量。
实验3,SD雄性大鼠随机分为OIH2组(n=4)及Control2组(n=4),OIH2组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,Control2组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测定各组机械痛和热痛的变化,行为学实验毕处死大鼠制作CeLC脑片,并记录脑片CeLC神经元微小兴奋性突触后电流(miniature excitatory postsynaptic currents, mEPSCs)频率和幅值在使用MTEP前后的变化。
实验4,SD雄性大鼠随机分为OIH3组(n=5)及Control3组(n=5),OIH3组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,Control3组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测定各组机械痛和热痛的变化,行为学实验毕处死大鼠制作CeLC脑片,并记录脑片CeLC神经元使用MTEP前后自发性兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory postsynaptic currents, sEPSCs)频率和幅值变化。
实验5,SD雄性大鼠随机分为OIH4组(n=4)及Control4组(n=4),OIH4组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,Control4组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测定各组机械痛和热痛的变化,行为学实验毕处死大鼠制作CeLC脑片,随后在脑片上采用双电极膜片钳技术通过将刺激电极置于基底外侧杏仁核(basolateral nucleus of amygdala, BLA)区,记录电极置于CeLC区,记录MTEP使用前后BLA-CeLC神经通路刺激诱发的兴奋性突触后电流(evoked excitatory postsynaptic current, eEPSC)的变化。
实验6,SD雄性大鼠随机分为OIH5组(n=4)及Control5组(n=4),OIH5组皮下注射芬太尼诱导OIH模型,Control5组皮下注射等容量生理盐水。建模前及最后一次注射后6.5h测定各组机械痛和热痛的变化,行为学实验毕处死大鼠制作CeLC脑片,随后在脑片上将刺激电极置于桥脑臂旁核(parabrachial, PB)杏仁核传入区,记录电极置于CeLC区,记录MTEP使用前后PB-CeLC神经通路刺激诱发的eEPSC的变化。
结果
1.与Control1组相比,OIH1组大鼠给予芬太尼后右侧CeLC区mGluR5的蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。
2.与造模前相比,Vehicle组、MTEP(3μg)组、MTEP(7.5μg)组和MTEP(15μg)组建OIH模型后PWMT降低和PWTL缩短(P<0.05)。MTEP处理0.5h后,与Vehicle组相比,各MTEP组的PWMT和PWTL呈剂量依赖性升高/延长(P<0.05);相应右侧CeLC区mGluR5蛋白表达量也同样呈剂量依赖性下调(P<0.05)。
3.与Control2/Control3组比较,OIH2组和OIH3组大鼠建立OIH模型后,右侧CeLC区神经元mEPSCs和sEPSCs的频率明显升高,幅值明显增大(P<0.05);加入mGluR5抑制剂MTEP后mEPSCs和sEPSCs的频率和幅值均降至正常水平(P<0.05)。
4.与Control4/Control5组相比,建立OIH模型后,OIH4组和OIH5组,BLA-CeLC和PB-CeLC神经通路eEPSC的幅值明显增大(P<0.05)。加入mGluR5抑制剂MTEP后,以上升高的eEPSC幅值被降至正常水平(P<0.05)。
结论
1.OIH模型大鼠右侧CeLC区mGluR5表达量明显升高。
2.MTEP可呈剂量依赖性地翻转OIH大鼠的痛觉过敏行为及下调右侧CeLC区mGluR5表达量的增加。
3.OIH大鼠右侧CeLC区神经元突触可塑性增强,BLA-CeLC和PB-CeLC神经通路突触传递增强,mGluR5抑制剂MTEP可以逆转这些变化。
综上:右侧CeLC区mGluR5的激活参与了芬太尼诱导的痛觉过敏的调控,其参与机制可能与CeLC区神经元突触可塑性增强、BLA-CeLC及PB-CeLC神经通路兴奋性突触传递增强有关。