宝通娱乐刘先国教授团队关于小胶质细胞在脊髓背角突触可塑性和慢性疼痛中发挥关键作用的研究成果在Cell Reports杂志发表

发布人:贺素磊 发布日期:2019-06-29

宝通娱乐刘先国教授、谈智副教授、周利君副教授研究团队与美国Rutgers大学Long-Jun Wu教授等团队合作,应用选择性去除小胶质细胞或敲除小胶质细胞的BDNF等转基因小鼠,在不引起外周组织、神经损伤或炎症等外周敏化的基础上探讨脊髓背角C纤维的长时程增强(long-term potentiation, LTP)与慢性疼痛的因果关系,并揭示小胶质细胞在脊髓背角LTP和慢性疼痛中扮演了重要的角色。
该研究发现,用强度为10 V的高频电刺激(HFS:100Hz,持续1 s,以10 s间隔重复4次)刺激坐骨神经可引起脊髓背角C纤维突触LTP和持续至少35天的机械痛敏和热痛敏,但不会引起刺激神经及DRG神经元的损伤和炎症。在高频电刺激前用利多卡因(钠通道阻断剂)阻断传入神经的动作电位或鞘内注射NMDA受体阻断剂(D-AP5)可完全阻断脊髓背角LTP和痛行为学改变。因此,该研究直接证实,脊髓背角C纤维突触LTP介导慢性疼痛。持续仅4 s的短暂强直刺激如何引起长达数周的慢性疼痛?该文进一步揭示,高频刺激导致脊髓背角结构改变,即降钙素基因相关肽(Calcitonin Gene-Related Peptide, CGRP)肽能C纤维在脊髓背角增生。在正常情况下,该类C纤维支配脊髓背角的浅层(I板层和II板层的外侧),强直刺激后3天CGRP肽能C纤维在脊髓背角I、II板层明显增多并扩布到III、IV板层。大量研究表明,小胶质细胞活化在慢性疼痛中其关键作用。该研究还发现,选择性去除小胶质细胞或敲除小胶质细胞的BDNF可阻断强直刺激引起的脊髓背角LTP和慢性疼痛。该研究将对LTP研究领域产生重要影响,并为慢性原发性疼痛模型的建立及其发病机理与干预方法研究奠定了重要基础。
该项成果于2019年6月25日在《细胞报道》(Cell Reports)杂志以长文形式在线发表,题为“Microglia Are Indispensable for Synaptic Plasticity in the Spinal Dorsal Horn and Chronic Pain”。我校中山医学院为第一通讯单位,学院的刘先国教授、谈智副教授与美国Rutgers大学Long-Jun Wu教授为文章的共同通讯作者,周利君副教授为第一作者。
刘先国教授与周利君副教授团队依托中山大学疼痛研究中心平台,长期从事慢性疼痛与突触可塑性的研究,揭示并阐明痛记忆“坏记忆”与普通记忆“好记忆”存在多方面的异同现象及其可能机制。2017 年利用选择性去除小胶质细胞证实小胶质细胞在这两种记忆中的差异性作用,并揭示了外周神经损伤后 TNF-α 通过部位差异性调控BDNF 表达来影响脊髓和海马神经元的结构和功能,从而导致了慢性疼痛和记忆障碍的共病状态,该内容发表在J Neurosci.(现引用 34 次)。

论文链接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124719307260?via%3Dihub
https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.05.087
https://mp.weixin.qq.com/s/DTHfEwghrbsJ3vgi65o9GA

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(初审:谭勇,审核:王斌,审核发布:吴忠道)