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糖尿病神经病理性疼痛(diabetic neuropathic pain,DNP)可体现在从难以忍受的疼痛、严重影响患者的起居、直至使糖尿病患者的死亡率增加等各个方面。尽管DNP对糖尿病患者的影响如此严重,但由于DNP发病机制未明,在治疗上尚没有针对性的有效措施,目前的药物治疗措施主要是以缓解症状为主的对症治疗,通过对DNP病理发生机制的研究,而提出有针对性的有效治疗策略是目前本领域基础研究和临床研究所面临的重大课题。通过研究DNP的新的发病机制,可改变我们对DNP的认识,并由此找到新的缓解DNP的有效策略是本领域的一个正确发展方向。近年来研究发现,组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2(euchromatic histone-lysine N-methyltransferase2,EHMT2或G9a)可参与介导神经病理性疼痛的发生和发展,钾离子通道KCNA2/4与神经元的兴奋性密切相关。本课题将研究钾离子通道KCNA2/4在DNP发生发展中的作用及其相关的机制,并进一步探讨G9a与KCNA2/4在DNP中的关系。本课题的研究为缓解糖尿病诱发的神经病理性疼痛提供新的依据。 第一部分 G9a调控高糖毒性的DRG神经元钾通道KCNA2/4的表达 G9a作为一种组蛋白修饰酶,其对基因转录抑制的作用已被人们广泛认知,能够抑制多种基因的表达,但G9a在高糖诱发的神经元兴奋毒性中的作用目前尚不清楚。G9a是否参与高糖诱导的背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)神经元中钾通道KCNA2/4的表达,有待于进一步检测。本课题的实验程序为:DRG神经元在培养基内常规培养48 h后,分别进行如下刺激:(1)对照组:在培养基内继续培养72 h;(2)抑制剂组:在培养基内培养24 h之后,加入G9a抑制剂UNC0638(150 nm/L)培养48 h;(3)高糖处理组:在含45 mmol/L葡萄糖的培养液内孵育72 h;(4)高糖+抑制剂组:在含45 mmol/L葡萄糖的培养液内孵育24 h后,加入G9a抑制剂UNC0638(150 nm/L)培养48 h。以上实验刺激结束后,在转录和翻译水平检测G9a和KCNA2/4的表达。检测G9a和KCNA2/4阳性神经元比例。结果显示,高糖孵育可上调G9a的表达和G9a阳性神经元的比例、下调KCNA2/4的表达和KCNA2/4阳性神经元的比例,抑制G9a的表达可逆转高糖毒性诱发KCNA2/4的表达下调和KCNA2/4阳性神经元的比例下降。以上结果表明,在高糖毒性状态下,KCNA2/4的表达与G9a表达具有密切的关系,这可能是高糖诱发神经毒性的一个重要机制。 第二部分 G9a调控糖尿病大鼠DRG神经元KCNA2/4的表达介导神经病理性疼痛 根据G9a在多种神经损伤的情况下会快速升高,以及KCNA2/4与神经元兴奋性的关系,研究G9a能否改变DRG神经元钾通道KCNA2/4进而参与DNP的发生发展,可能会为DNP的治疗提供新的镇痛手段。基于现有研究进展,我们用链脲酶菌素(streptozocin,STZ)诱导的DNP大鼠模型,设计了如下实验:(1)对照组:仅注射10μl生理盐水;(2)抑制剂组:正常大鼠鞘内注射UNC0638(10μg/10μl);(3) STZ组:DNP大鼠鞘内注射生理盐水10μl;(4) STZ+抑制剂组:DNP大鼠鞘内注射UNC0638(10μg/10μl)。检测各组大鼠机械刺激疼痛阈值的变化,G9a、KCNA2/4在DRG神经元的表达以及阳性神经元的比例变化。结果显示,DNP大鼠DRG内G9a表达上调和G9a阳性神经元的比例升高、KCNA2/4表达下调和KCNA2/4阳性神经元的比例下降,抑制G9a的表达可逆转KCNA2/4的表达下调和KCNA2/4阳性神经元的比例下降。以上结果表明,G9a参与大鼠DNP发生发展的可能与G9a影响钾通道KCNA2/4的表达变化有关。这一发现不仅为DNP发生的机制提出了新的解释,而且为通过靶向作用于G9a和KCNA2/4缓解DNP指明了一个新的方向。