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目的: 观察电针对 L5 脊神经结扎(SNL)模型大鼠脊髓背角小胶质细胞活化以及P2X4R的影响;同时利用全细胞膜片钳技术检测电针对SNL模型大鼠脊髓背角SG 区神经元自发性兴奋性突触后电流的影响。阐明由小胶质细胞活化诱导的P2X4R信号通路在电针治疗慢性神经病理性疼痛中的作用及可能机制。 方法: 选取成年雄性大鼠(180-200g)按喂养标准实验室饮食,并在受控温度(20-22℃)和12小时光照/黑暗循环条件下饲养。大鼠随机分为4组,包括Control组(不做任何处理)、Sham 组(暴露右侧 L5 神经,但不结扎)、SNL 组(暴露右侧L5神经并结扎)和EA组(暴露右侧L5神经并结扎后在第8天开始于同侧电针治疗)。所有外科SNL手术均通过显微镜在超净台中进行,手术过程中用5%水合氯醛(7ml / kg,腹腔注射)麻醉大鼠。将动物置于俯卧位并在中线腰部区域进行皮肤切口,去除右侧腰5椎横突,使右侧L4-L5脊神经暴露。分离右侧L5脊神经并用6-0丝紧密结扎,然后关闭伤口。在Sham组中,右侧L5脊神经暴露但未结扎。在SNL手术前测量一次疼痛缩足阈值基础值,然后在术后的第3、5、7、10、12和14天测量疼痛缩足阈值。其中电针组在术后第7天开始治疗,并连续治疗7天(30min/次/天)。各时间点测定结束以及电针组结束治疗后,处死大鼠,取L4-6脊髓,利用免疫荧光技术观察大鼠脊髓背Iba-1(小胶质细胞标记物)以及P2X4R表达。以腰骶膨大为中心分离出腰1-骶3段脊髓,依次在显微镜下剥离硬脊髓膜,软脊髓膜以及附着的神经根。用徕卡振动切片机在切片液中切取300微米(um)厚的脊髓横切片,应用全细胞膜片钳技术记录 4 组实验大鼠脊髓背角SG区神经元的自发性兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory synaptic currents, sEPSC)。 结果: 1.行为学:各组术前的 MWT、TWL 值对比无统计学意义(P>0.05);术后Control组各次时间测试的MWT、TWL值和Sham组对比无统计学意义(P>0.05);SNL 组术后从 3 天开始,该组大鼠各个测试时间点的 MWT 值和 TWL值均比Control组(或Sham组)低,有显著统计学意义(P<0.05);EA组SD大鼠经过电针治疗后,在第10、12、14天MWT值和TWL值均比同期时间点SNL组高,有统计学意义(P<0.05)。 2. 电针对各组大鼠Iba-1、P2X4R表达的影响:Control组和Sham组P2X4R和Iba-1荧光强度均较微弱;SNL组的P2X4R荧光强度对比Control组(或Sham组)明显增强,同时 Iba-1 荧光强度也显著增高,且与小胶质细胞共表达,显示SNL术可促使大鼠脊髓背角小胶质细胞活化以及P2X4R表达增强;经过7天的电针治疗后,EA组P2X4R荧光强度较SNL组较弱,显示电针可以抑制小胶质细胞活化,下调P2X4R(P<0.05)。 3.各组大鼠脊髓SG区神经元自发性兴奋性突触后电流(sEPSC)结果分析: 3.1.各组大鼠脊髓SG区神经元(每组20个细胞,n=20)的sEPSC的幅度均无统计学差异(P>0.05); 3.2.各组大鼠脊髓SG区神经元(每组20个细胞,n=20)的sEPSC的频率比较:Control组和Sham组的大鼠脊髓SG区神经元sEPSC的频率对比,二组之间无统计学差异(P>0.05);SNL组的大鼠脊髓SG区神经元sEPSC频率发放比Control组(或Sham组)高,有统计学差异(P<0.05);经过7天的电针治疗后,EA组大鼠脊髓SG区神经元sEPSC频率发放比SNL组低,有统计学差异(P<0.05)。 3.3. 各组大鼠脊髓SG区神经元的sEPSC累计幅度分布曲线显示:四组神经元的sEPSC幅度累计分布未见统计学意义(P>0.05)。单个sEPSC幅度在20pA以下的占sEPSC总数的50%;单个sEPSC幅度在80pA以下占sEPSC总数100%。 3.4. 各组大鼠脊髓 SG 区神经元的相邻两个 sEPSC 发放时间间隔(the inter-event interval,ms)分布曲线显示:Control组和Sham组之间的the inter-event interval 累计分布曲线未见明显统计学差异(P>0.05,K-S 检验)。SNL 组的 the inter-event interval累计分布曲线对比于Control组(或Sham组)明显左移(P<0.05, K-S检验);EA组的the inter-event interval累计分布曲线对比SNL组右移(P<0.05, K-S检验)。 结论: 1.电针刺激“足三里”和“昆仑”穴位后,能提高慢性神经病理性疼痛SNL模型大鼠的机械缩足反射阈值以及热缩足反射阈值,提示电针对 SNL术引起的神经病理性疼痛具有缓解作用。 2. 电针可能是通过下调活化小胶质细胞上的P2X4R途径,继而通过突触前抑制机制降低由外周到脊髓的神经环路中的兴奋性,来弱化神经病理性疼痛过程中SG区神经突触之间的兴奋传递效率,从而发挥镇痛效应。