涂濤,董蜀華
(成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院,成都 610500)
帶狀皰疹后遺神經(jīng)痛(PHN)是中、老年人群的多發(fā)病之一,是公認(rèn)的世界級(jí)疼痛頑疾。至今尚不清楚導(dǎo)致PHN的真正原因,但在神經(jīng)病理性疼痛中,神經(jīng)元線粒體功能障礙已成為共識(shí)的早期病理現(xiàn)象,而線粒體的形態(tài)和功能又與線粒體泛素連接酶(MITOL)息息相關(guān)[1]。PHN本身就是一種神經(jīng)病理性疼痛,但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)MITOL與PHN的相關(guān)性報(bào)道較少。本研究通過建立大鼠PHN模型,以脊髓背角為靶點(diǎn),運(yùn)用行為學(xué)結(jié)合分子生物學(xué)的方法,研究脊髓背角組織中MITOL的表達(dá)變化及其與痛行為的相關(guān)性,以探尋PHN的發(fā)病機(jī)制。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及分組 SD大鼠50只,2月齡,體質(zhì)量180~200 g,由成都醫(yī)學(xué)院動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。所有大鼠隨機(jī)分為觀察組和對(duì)照組各25只。
1.2 模型制備 將SD大鼠置于安靜、18~22℃環(huán)境中,正常喂養(yǎng)48 h以上。觀察組按照2004年Dalzial等[2]方法建立水痘帶狀皰疹病毒(VZV)慢性感染的動(dòng)物模型。首先將CV-1細(xì)胞(非洲綠猴腎母纖維細(xì)胞)加入DMEM/F12完全培養(yǎng)基中制成細(xì)胞懸液,按5×104/cm2接種于培養(yǎng)瓶,再用VZV感染CV-1細(xì)胞,2 d后當(dāng)大約有80%的細(xì)胞被感染時(shí),用磷酸鹽緩沖溶液收集被感染細(xì)胞,制成的細(xì)胞懸液即為病毒接種溶液,最后將50 μL(經(jīng)測(cè)定大約包含6×106個(gè)被感染細(xì)胞)接種溶液注入SD大鼠左趾璞。對(duì)照組大鼠左趾璞注射同等劑量的0.9%氯化鈉液。所有動(dòng)物在飼養(yǎng)期間自由攝食和飲水,且均遵守《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物使用規(guī)范》。各組大鼠注射前及注射后 3、7、14、21 d檢測(cè)大鼠左后足 PWTL、MWT[3],每個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測(cè) 5 只大鼠,并且在上午8:00~11:00進(jìn)行。VZV感染后3天大鼠開始出現(xiàn)熱痛敏閾值和機(jī)械痛敏閾值異??膳卸ㄖ颇3晒?。
1.3 大鼠脊髓背角組織MITOL檢測(cè) 采用Western blotting法。在注射前及注射后 3、7、14、21 d 每組取5只大鼠,腹腔注射1%戊巴比妥鈉(60 mg/kg)深度麻醉,冰上處死后取出腰膨大節(jié)段脊髓背角組織,提取蛋白。Bradford法定量后,制備SDSPAGE膠,上樣電泳,電轉(zhuǎn)移至硝酸纖維素膜后牛奶封閉。然后分別加入MITOL抗體和β-actin抗體4℃過夜,漂洗3次后加入辣根過氧化物酶標(biāo)記二抗,室溫孵育2 h。按照發(fā)光試劑盒說明書進(jìn)行放射自顯影,并使用Flurochem 9900-50凝膠圖像處理系統(tǒng)分析條帶光密度,以MITOL與內(nèi)參β-actin強(qiáng)度的比值作為結(jié)果。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以±s表示,組間比較采用配對(duì)t檢驗(yàn),組內(nèi)比較采用單因素方差分析。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
兩組大鼠脊髓背角組織MITOL表達(dá)比較見表1。
表1 兩組大鼠脊髓背角組織MITOL表達(dá)比較(±s)
表1 兩組大鼠脊髓背角組織MITOL表達(dá)比較(±s)
注:與對(duì)照組比較,*P <0.05;與同組注射前比較,△P <0.01。
組別21 d觀察組 13.18±1.14 37.52±3.51*△ 56.08±4.03*△ 68.43 ±4.17*△ 52.61±3.37 MITOL注射前 注射3 d 注射7 d 注射14 d 注射*△對(duì)照組 13.62 ±0.81 12.98 ±0.89 13.11 ±1.02 13.24 ±0.9612.83 ±0.95
PHN是帶狀皰疹最常見的并發(fā)癥,其發(fā)生率隨年齡的增長(zhǎng)而增加,多有痛覺過敏和痛覺異常,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[4]。目前,對(duì)于PHN的治療雖然有多種方法,但治療效果均不佳。因此,亟待對(duì)PHN發(fā)病機(jī)制進(jìn)行深入探索,以便能為有效預(yù)防或治療此病藥物或方法的研究提供理論依據(jù)。
眾所周知,脊髓背角是傳遞外周傷害性信息的主要終止部位,也是下行抑制系統(tǒng)的終止部位之一。因此,脊髓背角是對(duì)痛信息進(jìn)行加工、處理、整合的初級(jí)中樞,是研究痛與鎮(zhèn)痛機(jī)制的突破口之一,可以說是痛覺傳導(dǎo)的一個(gè)關(guān)鍵部位。所以,對(duì)于闡明線粒體功能障礙在脊髓水平參與痛和鎮(zhèn)痛的機(jī)制而言,脊髓背角是理想的研究靶區(qū)[5]。帶狀皰疹并發(fā)PHN者存在脊髓背角損害,可見脊髓及以上水平可能也參與了PHN的發(fā)生發(fā)展。說明PHN的發(fā)生與周圍及中樞神經(jīng)的損害均有關(guān),并且認(rèn)為VZV通過直接感染脊髓或跨突觸變形導(dǎo)致的中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷,可能在PHN的發(fā)生中也起了關(guān)鍵作用[6]。
在細(xì)胞中,線粒體不是一成不變的,其形態(tài)、結(jié)構(gòu)、數(shù)量和位置都處于一種動(dòng)態(tài)的變化之中。其中分裂和融合是線粒體形態(tài)變化的兩個(gè)主要方面,通過這種均衡來維持線粒體的形態(tài)和功能[7],是維持線粒體氧化磷酸化的必需條件[8]。介導(dǎo)融合的關(guān)鍵蛋白是線粒體融合蛋白2,它是線粒體外膜上的跨膜GTP酶;而動(dòng)力相關(guān)蛋白1重點(diǎn)參與線粒體的分裂。線粒體結(jié)構(gòu)完整性與線粒體功能密切相關(guān),線粒體結(jié)構(gòu)破壞可直接影響線粒體膜電位、ATP合成等功能。值得注意的是,線粒體分裂和融合的動(dòng)態(tài)平衡主要受到 MITOL 的調(diào)節(jié)[9,10]。MITOL 又名膜相關(guān)RING CH5,自2005年被發(fā)現(xiàn)以來,一直倍受關(guān)注。MITOL由278個(gè)氨基酸組成,位于線粒體外膜上,在C-端含有4個(gè)跨膜區(qū)域,N-端含有一個(gè)指環(huán)。而指環(huán)即是泛素傳遞活性的根本所在,早期研究認(rèn)為如果缺乏MITOL或指環(huán)突變將會(huì)導(dǎo)致線粒體的碎裂,但近年來更多的資料顯示缺乏MITOL的線粒體的形狀會(huì)變長(zhǎng),引起細(xì)胞加速衰老,隨即引起線粒體呼吸鏈氧化磷酸化功能障礙[11]。本研究顯示,觀察組注射 3、7、14、21 d MITOL 表達(dá)較對(duì)照組及同組注射前升高,充分說明線粒體的形態(tài)和功能一直處于MITOL的動(dòng)態(tài)調(diào)控中。
綜上所述,PHN大鼠脊髓背角組織MITOL蛋白表達(dá)增加,而且與痛覺閾值的高低緊密相關(guān),可能參與了PHN的產(chǎn)生和維護(hù)。
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