阿片类药物诱导的痛觉过敏(Opioid-induced hyperalgesia,OIH)是临床上的一个棘手问题,由于其发生机制尚不明确,故目前还没有一种良好的治疗方法。背根神经节(Dorsal root ganglia,DRG)是感觉传递的初级神经元所在部位,是机体疼痛信号处理乃至编码和传递的重要部位。已有研究认为阿片诱导的痛觉过敏也涉及DRG,但DRG参与阿片诱导的痛觉过敏的具体机制不详。本课题在动物模型的基础上通过甲基化测序筛选出了可能参与痛觉过敏发生的DRG中的两个基因Hmgcs2(Hydroxymethylglutaryl-CoA synthase 2)和Pank1(Pantothenate kinase 1),对其参与大鼠痛觉过敏的机制分别开展了初步的研究。首先,在大鼠颈部皮下反复注射枸橼酸芬太尼构建OIH模型,通过甲基化测序发现在OIH组的DRG中Hmgcs2与对照组的差异有显著性。其次,通过半定量PCR发现Hmgcs2基因表达量在OIH大鼠的DRG中明显上调,这无疑说明Hmgcs2可能在DRG水平上参与着痛觉过敏的发生。继而,利用CRISPR/Cas9系统构建Hmgcs2的敲除载体,制备慢病毒,进行鞘内注射。随后,通过电生理膜片钳实验记录DRG细胞的动作电位,发现注射空载慢病毒大鼠组DRG细胞经芬太尼孵育2小时后,其动作电位的阈电流(Threshold currents)和阈电位幅值(Amplitude of threshold potentials)均明显下降,即发生芬太尼诱导的细胞敏化现象;而注射Hmgcs2基因敲除慢病毒组的大鼠DRG细胞经芬太尼孵育后,动作电位的阈电流和阈电位幅值均表现为正常水平。最后,利用酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定慢病毒处理后大鼠DRG细胞中的P物质含量,发现空载慢病毒组经芬太尼孵育后P物质有显著增高;而Hmgcs2基因敲除慢病毒组经芬太尼孵育后有逆转空载慢病毒组P物质含量升高的趋势。此外,通过甲基化测序还发现另一基因Pank1在OIH大鼠DRG中与对照组相比有显著差异,并通过半定量PCR确定该基因在OIH组表达量上调。随后构建Pank1的敲除载体,制备慢病毒进行鞘内注射。然后,通过电生理实验记录DRG细胞动作电位,发现注射了空载慢病毒组大鼠DRG细胞经芬太尼孵育2小时后,触发其动作电位所需的阈电流和阈电位幅值明显下降,即发生芬太尼诱导的敏化现象;而注射Pank1基因敲除慢病毒组的大鼠DRG细胞经芬太尼孵育后相应的阈电流和阈电位幅值均表现为正常水平。最后,通过酶联免疫吸附测定法测定大鼠DRG细胞中P物质含量,发现空载慢病毒组经芬太尼孵育后P物质有显著增高;而Hmgcs2基因敲除慢病毒组经芬太尼孵育后,可以逆转空载慢病毒组P物质含量升高。综上所述,我们推断DRG中的Hmgcs2和Pank1基因可能参与了OIH发生的调控作用,通过干预Hmgcs2和Pank1的表达,可以在一定水平上缓解芬太尼诱导的痛觉过敏的发生。本课题针对在DRG上Hmgcs2和Pank1参与OIH的调控作用进行研究,有助于研究OIH的发生机制和信号通路,提供新的潜在治疗OIH的药物靶点。