脊髓PI3K/Akt和p38 MAPK信号通路调控HSP27参与PDGFRβ介导的吗啡耐受形成机制

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目的
  探讨热休克蛋白27(HSP27)在吗啡耐受形成过程中的作用及其与血小板衍生生长因子β受体(PDGFRβ)之间的关系,并探讨可能的分子机制。
  方法
  1.成年雄性SD大鼠在麻醉状态下,于脊椎L4-L5间隙行鞘内置管。恢复7天后,连续鞘内给予吗啡9天,每天两次,以制备吗啡耐受模型。应用甩尾实验证实模型构建成功;应用蛋白质印迹(Western blot)和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测HSP27和PDGFRβ的总蛋白和磷酸化蛋白的表达量,应用免疫荧光技术观察HSP27和PDGFRβ的细胞定位。
  2.制备HSP27小干扰RNA慢病毒,于大鼠给药7天前应用立体定位仪注射至腰膨大,连续鞘内给予吗啡9天,观察对吗啡耐受形成的影响;应用荧光显微镜、qRT-PCR和Westernblot验证慢病毒的转染效果,进一步确定HSP27在吗啡耐受形成的作用。
  3.大鼠于第1天或第5天鞘内给予吗啡前30分钟,给予PDGFRβ抑制剂伊马替尼,并持续到第9天,应用行为学来验证PDGFRβ对吗啡耐受的形成、发展和维持的作用;应用PDGFRβ激动剂PDGF-BB来进一步验证PDGFRβ在吗啡耐受形成中的作用。随后应用qRT-PCR和Westernblot技术验证PDGFRβ对HSP27的总蛋白和磷酸化蛋白的影响。
  4.大鼠于第5天鞘内给予吗啡前30分钟,给予PDGFRβ抑制剂伊马替尼,并持续到第9天。应用Westernblot技术研究与PDGFRβ相关的MAPK和PI3K/Akt信号通路。随后分别应用与PDGFRβ相关信号通路的拮抗剂,采用Westernblot技术验证该信号通路对HSP27的影响。
  结果
  1.行为学结果显示,给予吗啡第1天(P<0.001)和第3天(P<0.01),大鼠的痛阈显著增高,从第5天到第9天,长期给予吗啡的大鼠痛阈与正常大鼠比较差异无统计学意义(P>0.05),表明吗啡耐受模型构建成功。qRT-PCR结果显示长期注射吗啡导致HSP27mRNA的水平升高(P<0.05)。Westernblot结果显示HSP27的总蛋白和磷酸化蛋白表达升高(P<0.05),而PDGFRβ仅磷酸化蛋白表达水平升高(P<0.05)。双标免疫荧光技术结果显示大鼠脊髓背角HSP27总蛋白在生理盐水组主要存在于星形胶质细胞,在吗啡耐受组存在于星形胶质细胞和神经元的细胞质,而HSP27的磷酸化蛋白一直存在于神经元细胞的细胞核内;另外,PDGFRβ磷酸化蛋白在生理盐水组主要存在与小胶质细胞,在吗啡耐受组存在于小胶质细胞和神经元。
  2.注射慢病毒后,抑制HSP27表达仅部分缓解吗啡耐受的形成。荧光显微镜显示慢病毒转染成功,RT-PCR和Westernblot技术结果显示小干扰RNA成功抑制HSP27的表达(P<0.05)。
  3.从第5天起,吗啡给药30分钟前给予伊马替尼能部分逆转已形成的吗啡耐受(P<0.05);从第1天起,吗啡给药30分钟前给予伊马替尼能部分缓解吗啡耐受的形成(P<0.05);连续给PDGF-BB四天后,第5天给予吗啡时,吗啡的镇痛作用下降(P<0.05)。Westernblot结果显示伊马替尼能抑制吗啡耐受导致的HSP27总蛋白和磷酸化蛋白的表达水平升高(P<0.05),并且PDGF-BB能增加HSP27的总蛋白和磷酸化蛋白(P<0.05)。
  4.Westernblot结果显示伊马替尼能降低Akt和p38的磷酸化蛋白数量,而对JNK和ERK(1/2)的磷酸化蛋白数量无影响(P>0.05)。分别应用PI3K/Akt和p38抑制剂后,行为学显示抑制相应信号通路后部分逆转已形成的吗啡耐受(P<0.05),Westernblot结果显示,两种抑制剂均能下调吗啡耐受导致的HSP27磷酸化蛋白的表达水平升高(P<0.05)。
  结论
  1.抑制HSP27的表达以及激活能部分缓解吗啡耐受的形成和发展。
  2.PDGFRβ在吗啡耐受中能调控HSP27的表达和活性。
  3.PI3K/Akt和p38信号通路参与吗啡耐受期间PDGFRβ对HSP27的调控。
  4.长期注射吗啡后,除HSP27磷酸化蛋白外,HSP27总蛋白和PDGFRβ磷酸化蛋白的细胞位置发生变化,并且这三种蛋白涉及的细胞可能参与了吗啡耐受的形成。
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