白介素33通过调控A型钾通道电流参与疼痛外周敏化及机制研究

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目的:诸多研究表明IL-33与疼痛的发生发展存在着密切关系,本课题旨在研究IL-33通过激活其受体ST2参与疼痛外周敏化调节及相关的分子机制。方法:应用反转录PCR(RT-PCR)、蛋白印迹(western blot)、免疫荧光染色方法,研究IL-33受体ST2在小鼠(ICR,清洁级,雄性,4-6周)背根神经节(DRG)中的表达及与痛觉相关神经元标记物降钙素基因相关肽(CGRP)、植物凝集素B4(IB4)及神经丝蛋白200(NF-200)等的共标情况;应用全细胞膜片钳记录方法,研究IL-33对小直径DRG神经元A型钾通道和动作电位放电的影响及其调节机制;应用western blot检测IL-33对DRG神经元胞内信号通路蛋白激酶表达及磷酸化的影响;应用行为学和遗传学siRNA干扰方法,研究足底给药IL-33对痛觉行为指标的改变;建立完全弗氏佐剂(CFA)小鼠炎症痛模型,应用全细胞膜片钳记录和行为学方法研究IL-33通过调节A型钾通道电流参与炎症痛调控。结果:(1)RT-PCR和western blot结果表明IL-33受体ST2在小鼠DRG内大量表达;免疫荧光染色结果表明ST2与神经元标记物神经元特异核蛋白(NeuN)完全共标,而与卫星胶质细胞标记物谷氨酰胺合成酶(GS)无共定位。在DRG神经元内,ST2与小直径肽能神经元标记物CGRP和非肽能神经元标记物IB4存在共表达,而与大直径神经元标记物NF200仅有少量共标。(2)电生理结果表明IL-33选择性抑制小鼠DRG小直径神经元的电压门控型A型钾通道电流,且效应具有剂量依赖性,而对电压门控型延迟整流型钾通道电流、电压门控型钠通道电流和电压门控型钙通道电流无明显影响;IL-33下移A型钾通道的电流-电压(I-V)曲线,左移失活曲线,却对激活曲线无明显影响。(3)电生理结果表明ST2、Syk、p38和p38β的阻断剂均可完全阻断IL-33对A型钾电流的抑制作用,而JAK2、PKA、PI3K和Akt的阻断剂对IL-33抑制A型钾电流无明显影响;免疫荧光和蛋白印迹结果表明IL-33明显提高DRG神经元内Syk、Akt和p38的磷酸化水平,而对JAK2、ERK和JNK磷酸化水平无明显影响。(4)电生理结果表明IL-33明显提高DRG小直径神经元动作电位的放电频率、降低动作电位阈值、缩短第一动作电位潜伏期,且ST2阻断剂明显阻断IL-33诱导的神经元高兴奋性,同时IL-33对A型钾通道阻断剂的神经元兴奋作用无明显药物协同作用。(5)行为学结果表明IL-33显著降低小鼠足底机械缩腿阈值,缩短热缩爪潜伏期,且ST2阻断剂和p38β siRNA均明显翻转IL-33诱导的此痛敏行为,同时IL-33对A型钾通道诱发机械痛敏和热痛敏的作用无明显的药物协同作用。(6)IL-33的诱骗受体sST2明显翻转CFA诱导的小鼠足底机械缩腿阈值的降低和热缩爪潜伏期的缩短,同时显著逆转CFA诱导的小鼠DRG小直径神经元A型钾通道电流密度的抑制。结论:IL-33通过激活ST2-Syk-p38β通路调控DRG小直径神经元A型钾通道和神经元兴奋性,参与疼痛的外周敏化。
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