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伏核和下丘脑弓状核是脑内与痛觉调节有关的重要核团,尤其在慢性痛调节中发挥重要作用。神经肽Y(neuropeptideY,NPY)是神经系统内分布最广泛的神经肽之一,通过激活与G蛋白耦联的NPY受体发挥多种生理功能。NPY在痛觉调节中发挥重要作用。在伏核内NPY和NPY受体分布密集,可能参与痛觉调制。本工作主要研究了在伏核内NPY在痛觉调节中的作用和机制。(1)以热板(HotplateTest)和压力测痛仪(RandallSelittoTest)来测量大鼠对伤害性热刺激和机械刺激引起的后爪缩爪反应潜伏期(hindpawwithdrawallantency,HWL)作为衡量痛觉水平的指标,本工作发现在正常大鼠、炎症性痛敏大鼠和神经性痛敏大鼠的伏核内注射NPY可以剂量依赖地延长HWL,提示在伏核内注射NPY可产生明确的镇痛作用;该镇痛作用可以被伏核内注射NPYⅠ型受体(Y1)的拮抗剂NPY28-36所阻断,表明在大鼠伏核内NPY的镇痛作用是由Y1受体介导的。(2)本工作进一步表明,在炎症痛大鼠伏核内注射同样剂量的NPY引起镇痛作用比在正常大鼠的低,而在神经性痛敏大鼠的伏核内注射同样剂量的NPY引起的镇痛作用比在正常大鼠的高,说明在不同痛敏模型中NPY的镇痛效果不同。(3)应用免疫组化和免疫印迹的实验方法,本工作发现在神经性痛敏大鼠双侧伏核内NPY的免疫活性样物质均有显著增加,提示在神经性痛敏时伏核内NPY发生了可塑性变化。(4)应用细胞外记录和多管微电极电泳的方法,本工作发现在伏核内微电泳NPY对神经元电活动主要产生抑制作用,该作用在神经性痛时被加强,表现为双侧伏核内被NPY抑制的神经元数目百分比的增加,以及微电泳NPY对细胞电活动抑制程度的加强。(5)本工作进一步研究了在伏核内NPY的镇痛作用与阿片受体之间的关系,发现在伏核内注射阿片受体广谱拮抗剂纳洛酮可以阻断NPY的镇痛作用。进一步实验结果表明,在伏核内注射μ-阿片受体拮抗β-funaltrexamine(β-FNA)和κ-阿片受体拮抗剂nor-binaltorphimine(nor-BNI)可以显著地阻断NPY的镇痛作用,而δ-阿片受体拮抗剂naltrindole没有作用,提示在伏核内NPY的镇痛作用有阿片受体参与,其中μ-和κ-阿片受体参与伏核内NPY的镇痛作用。
弓状核在痛觉调节中发挥重要作用,它与痛觉下行抑制通路中的主要核团中脑导水管周围灰质以及中缝背核都有密切的纤维联系。已有实验证明弓状核在炎症痛调节中起重要作用,并且NPY及其受体在弓状核内分布非常密集。因此,本实验还研究了在弓状核内NPY对痛觉的调节作用。(1)在正常大鼠弓状核内注射NPY有明确的镇痛作用,该作用可以被Y1受体拮抗剂阻断;进一步实验发现NPY在炎症痛大鼠弓状核内也有镇痛作用。(2)在炎症痛大鼠弓状核内注射分别NPY的抗血清和Y1受体的拮抗剂NPY28-36均可使大鼠的HWL进一步降低,说明在炎症痛时,弓状核内有内源性NPY的紧张性释放以发挥镇痛作用,该作用是由Y1受体介导的。(3)免疫组化的实验结果表明在炎症痛时大鼠双侧弓状核内的Y1受体免疫活性样物质的含量均有上调,但NPY的含量没有明显变化,提示Y1受体在炎症痛大鼠弓状核内痛觉调节过程中发挥重要作用。
本工作发现在伏核内NPY具有明确的镇痛作用,这种镇痛作用由Y1受体介导;伏核内NPY的镇痛作用与阿片系统密切相关,特别是伏核核内μ-和κ-阿片受体在其中发挥重要作用。实验进一步从整体到细胞水平揭示了神经性痛时大鼠伏核内NPY在神经化学和功能方面的可塑性变化。同时还发现在炎症痛大鼠弓状核内有内源性的NPY发挥镇痛作用。以上实验结果为研究NPY及其受体在中枢神经系统内对慢性痛的调节提供了新的理论和资料。