【摘 要】
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应激可诱发机体痛觉反应的改变,其中由急性应激介导的痛觉反应下调现象被称为应激镇痛(Stress induced analgesia,SIA),而由慢性应激介导的痛觉反应上调现象被称为应激痛敏(stress-induced hyperalgesia)。在SIA中,由内源性阿片肽β-内啡肽(β-endorphin,β-EP)结合mu阿片受体(mu opioid receptors,MOR)介导的作用途
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应激可诱发机体痛觉反应的改变,其中由急性应激介导的痛觉反应下调现象被称为应激镇痛(Stress induced analgesia,SIA),而由慢性应激介导的痛觉反应上调现象被称为应激痛敏(stress-induced hyperalgesia)。在SIA中,由内源性阿片肽β-内啡肽(β-endorphin,β-EP)结合mu阿片受体(mu opioid receptors,MOR)介导的作用途径被认为是机体产生镇痛作用的重要机制之一,动物实验研究中在包括束缚应激、间断性足底电击、社会挫败以及强迫游泳等多种应激刺激下均可触发β-EP通过MOR介导的SIA。但是,目前对于上述内源性机制的研究仍存在一些问题。首先,SIA的发生需要相应应激源具有一定的强度和持续时间,然而诱发β-EP高水平释放的应激强度和持续时间却远小于前者。也就是说某些低强度应激虽然明显升高β-EP水平但并不伴随SIA。第二,中枢神经系统内谷氨酸能神经元、γ-氨基丁酸(gama-aminobutyric acid,GABA)能神经元以及星形胶质细胞均有不同程度的MOR表达,但是各类细胞MOR对机体疼痛反应的调节作用,以及在不同应激强度下它们对机体疼痛调节所产生总和效应的贡献目前并未有相关的文献对之进行探讨和研究。因此,本研究充分运用了包括MOR全身敲除(MOR-/-)和MOR选择性敲除包括谷氨酸能神经元MOR敲除(MORGlu-/-)、GABA能神经元MOR敲除(MORGABA-/-)、星形胶质细胞MOR敲除(MORAstro-/-)等多种基因鼠结合钙信号监测、投射标记、化学遗传操控、Cre定向基因敲减等多种重组腺相关病毒(recombinant adeno-associated virus,r AAV)等技术,在形态、行为、钙光纤成像以及膜片钳电生理记录等层次对上述问题进行了研究和讨论。本论文的研究主要得到以下结果:1.在32℃温水强迫游泳应激刺激介导的SIA模型中,中强度(3 min)的强迫游泳应激刺激可以诱发MOR依赖的SIA,而低强度(1.5 min)的强迫游泳应激刺激不产生镇痛效应,高强度(6 min)的强迫游泳应激刺激产生的SIA是MOR非依赖的,但低强度、中强度、高强度刺激下小鼠血清的β-EP水平均有显著上升。MORGABA-/-可以明显减弱中强度强迫游泳应激刺激下的SIA效应,并减弱导水管周围灰质(periaqueductal gray,PAG)-延髓头端腹内侧区(rostral ventromedial medulla,RVM)投射神经元功能活动的增强。相反,在低强度强迫游泳应激刺激下,MORGlu-/-明显增强镇痛效应,伴随着PAG-RVM神经元活动的增强。这些结果表明,MOR在低强度和中强度强迫游泳应激下均参与了对疼痛反应的调节,并且谷氨酸能神经元的MOR和GABA能神经元MOR对SIA具备相反的调节作用,这一对相互拮抗的作用还随着应激强度的变化而变化,即从低强度应激下的兴奋-抑制平衡变化到中强度应激下的GABA能神经元MOR“去抑制化”镇痛作用。2.在间断性足底电击应激刺激介导的SIA模型中,GABA能神经元和星形胶质细胞的MOR均对SIA的产生有所贡献,其中PAG是星形胶质细胞的MOR发挥上述作用的核心脑区之一,这表现在:1)PAG的星形胶质细胞有相当程度的MOR表达,并且具备激活星形胶质细胞的能力;2)PAG星形胶质细胞可在间断性足底电击应激刺激下激活而表达c-fos,并在抑制该脑区星形胶质细胞的代谢活动后表现SIA效应的减弱,这一作用受星形胶质细胞的MOR调控;3)PAG-RVM投射神经元的功能活动和该神经元的输入突触兴奋性突触后电流(miniature excitatory postsynaptic currents,m EPSCs)的频率在足底电击应激刺激中表现增强,上述作用可被下调星形胶质细胞的功能活动以及定向敲减PAG脑区星形胶质细胞的MOR所拮抗。这些结果表明PAG星形胶质细胞在足底电击应激过程中受MOR激活参与对SIA的调控作用,并且这一作用的机制之一是通过增强PAG-RVM神经元的突触输入效能实现的。综上可知,在中枢神经系统中包括谷氨酸能神经元、GABA能神经元以及星形胶质细胞上表达的MOR均对机体由内源性阿片系统介导的急性疼痛反应具备调节作用,其中GABA能神经元以及星形胶质细胞上表达的MOR起主要介导镇痛作用,而谷氨酸能神经元上表达的MOR发挥抗伤害样作用,其中谷氨酸能神经元以及GABA能神经元MOR对疼痛反应调节的贡献受应激强度变化而变化。此外,三类细胞MOR都是通过对PAG-RVM投射神经元调节作用表现出上述对疼痛反应的影响。
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