任應娜,蘇利偉,楊海龍

陜西省寶雞市中心醫(yī)院 麻醉手術科(寶雞 721008)

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·論 著·

CD147參與大鼠神經(jīng)病理性疼痛發(fā)生與發(fā)展中的作用*

任應娜,蘇利偉,楊海龍

陜西省寶雞市中心醫(yī)院 麻醉手術科(寶雞 721008)

目的 探討CD147在大鼠神經(jīng)損傷后痛覺敏化形成中的作用。方法 分別采用免疫熒光染色法和Western blotting法檢測大鼠脊神經(jīng)結扎(SNL)后脊髓與背根神經(jīng)節(jié)CD147的表達，采用實時定量聚合酶鏈反應(RT-PCR)檢測大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)CD147 mRNA的表達。大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射CD147過表達RNA或干涉RNA后，觀察機械性縮足反應閾值(MWT)的變化。結果 正常大鼠脊髓幾乎不表達CD147，且SNL后脊髓CD147表達幾乎無變化；正常大鼠背根神經(jīng)節(jié)有少量CD147表達，SNL后CD147和mRNA表達均升高；大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA或過表達RNA后，對照組大鼠MWT未見明顯變化，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，RNA過表達組大鼠的痛域降低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA或干涉RNA后，對照組MWT下降，干涉RNA組痛域亦下降，但仍高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。結論 外周神經(jīng)損傷后，大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)CD147及其mRNA表達均上調(diào)；CD147過表達可誘發(fā)神經(jīng)病理性疼痛，干涉CD147 RNA表達，抑制神經(jīng)病理性疼痛。

CD147; 神經(jīng)病理性疼痛; 脊髓; 背根神經(jīng)節(jié); 機械性縮足反應閾值

神經(jīng)病理性疼痛(NP)又稱為神經(jīng)源性疼痛，是一種由中樞或周圍神經(jīng)系統(tǒng)疾病、結構損害或功能障礙引起的疼痛[1]。與急性疼痛不同，NP常在原發(fā)疾病或損傷痊愈后仍持續(xù)存在數(shù)月、數(shù)年，甚至終身伴隨，嚴重影響人們生活質量[2]。近年來，隨著對NP機制研究的逐步深入，黏附分子在其形成中的作用備受關注。大量研究[3-5]表明，黏附分子L1、神經(jīng)細胞黏附分子、整聯(lián)蛋白、選擇蛋白等黏附分子在NP的產(chǎn)生與維持中發(fā)揮重要作用。CD147為黏附分子家族中的免疫球蛋白超家族，在免疫炎癥性疾病和腫瘤轉移與浸潤中的研究較多，但對其是否參與神經(jīng)損傷后痛敏形成的研究較為少見。本研究通過探討CD147在大鼠神經(jīng)損傷后痛覺敏化形成中的作用，旨在為NP的發(fā)生機制提供新的研究途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

健康成年雄性SD大鼠36只，體質量180～220 g， 由第四軍醫(yī)大學實驗動物中心提供。每只動物進行單獨飼養(yǎng)，并實行12 h明暗交替照明來維持其生物節(jié)律。

小鼠抗CD147(美國Santa Cruz公司)，小鼠抗β-actin(美國Chemicon公司)，辣根過氧化物酶(HRP)標記的羊抗小鼠IgG(北京中山金橋生物有限公司)，兔抗Collagen Ⅳ、兔抗Laminin、Alexa488標記的羊抗兔IgG和Alexa594標記的羊抗鼠IgG均購自美國Sigma公司。

1.2 分組

1)取雄性SD大鼠12只，隨機分為假手術組與SNL模型組，各6只，Western blotting檢測不同時間點背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)CD147變化情況，同時采用實時定量聚合酶鏈反應(RT-PCR)檢測不同時間點CD147 mRNA的變化。2)取雄性SD大鼠12只，隨機分為背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA組與背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射過表達RNA組，各6只，觀察機械性縮足反應閾值(MWT)的變化。3)另取雄性SD大鼠12只，隨機分為背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA與背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射干涉RNA組，各6只，再制成SNL模型，監(jiān)測SNL模型后大鼠機械性縮足反應閾值(MWT)的變化。

1.3 方法

1.3.1 脊神經(jīng)結扎(SNL)模型制備 大鼠腹腔注射40 mg/kg戊巴比妥鈉進行麻醉，以雙側髂后上棘連線為中線，后正中線向左旁開0.5 cm做一縱行切口(長約1.5 cm)，分離皮下肌肉后切除腰6橫突，并使下方腰5脊神經(jīng)得以分離，采用5-0絲線緊緊結扎2次[6]。術后，將所有動物轉運至飼養(yǎng)室，密切觀察其恢復情況。除了從腰5脊神經(jīng)下穿過而不結扎外，假手術組其他操作同手術組。

1.3.2 行為學評估 上午8：00至12：00，對機械性縮足反應閾值(MWT)進行測定，首先使大鼠在測試環(huán)境中適應3 d，1 h/次。測試當天，將其放入有機玻璃箱中適應30 min，采用von Frey纖維絲刺激大鼠后足底中部，以纖毛絲彎成“S”為準，持續(xù)時間≤5 s。若出現(xiàn)抬足或舔足行為，為陽性反應，否則為陰性反應；出現(xiàn)行走，則應重新測試[7]。

1.3.3 Western blotting檢測 分別于術前(對照)及術后1、3、7、14、21和28 d取脊髓與背根神經(jīng)節(jié)做蛋白半定量：麻醉后使胸腔打開，經(jīng)主動脈快速灌注預冷的0.01%磷酸鹽緩沖液(PBS)，低溫下取腰5段脊髓新鮮標本；根據(jù)試劑盒說明書進行操作，分離電泳，封閉后采用小鼠抗CD147(1∶500)、小鼠抗β-actin(1∶5 000) 4 ℃過夜，室溫下孵育二抗HRP標記的羊抗小鼠IgG(1∶5 000) 2 h；最后采用凝膠成像分析系統(tǒng)拍照，分析條帶。

1.3.4 RT-PCR 取神經(jīng)節(jié)組織，置入EP管中稱量，每100 mg組織加入1 mL trizol，采用勻漿器研磨后倒入EP管中；加入1/5體積的氯仿，靜置5 min后離心，12 000 r/min，取上清置于另一EP管中；加入等體積的異丙醇，靜置10 min后離心，12 000 r/min，直至出現(xiàn)白色沉淀，即總RNA。白色沉淀溶解后，進行定量；取2 μL RNA，采用紫外分光光度計在260、280波長處檢測稀釋后的RNA吸光度值，并計算A260/A280比值和RNA濃度(濃度=A260×40×稀釋倍數(shù))；合成cDNA，逆轉錄反應和PCR擴增根據(jù)RT-PCR試劑盒說明書進行。

1.3.5 免疫熒光染色 取脊髓與背根神經(jīng)節(jié)進行免疫熒光染色：麻醉后使胸腔打開，經(jīng)主動脈快速灌注0.01% PBS，用4%多聚甲醛灌流固定；取腰5脊髓，在多聚甲醛固定液中固定4 h后移至20%、30%蔗糖的0.1 mol/L PB中過夜，直至沉底；冠狀切片，厚30 μm，PBS漂洗后加入小鼠抗CD147(1∶500)、兔抗Collagen Ⅳ(1∶200)、兔抗Laminin(1∶400)，4 ℃孵育過夜。二抗采用Alexa488標記的羊抗兔IgG(1∶500)與Alexa594標記的羊抗鼠IgG(1∶500)進行孵育。所有切片經(jīng)激光共聚焦顯微鏡拍照成像，陰性對照缺一抗，未發(fā)現(xiàn)免疫陽性產(chǎn)物。

1.4 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 正常大鼠CD147的表達情況

免疫熒光染色顯示：SNL后1、3、7 d，正常大鼠脊髓未見明顯免疫熒光染色(圖1)；Western blotting顯示：與對照組相比，術后1、3、7、14、21和28 d，正常大鼠脊髓非糖基化CD147與糖基化CD147表達比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(圖2)。

圖1 SNL后1、3、7 d正常大鼠脊髓CD147的表達(免疫熒光染色)

圖2 SNL后不同時間點正常大鼠脊髓CD147的表達(Western blotting)

2.2 大鼠外周神經(jīng)損傷后背根神經(jīng)節(jié)CD147及mRNA的表達

免疫熒光染色顯示：正常大鼠背根神經(jīng)節(jié)有少量CD147表達，SNL后3 d背根神經(jīng)節(jié)CD147表達明顯增高(圖3)。Western blotting顯示：正常背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)有少量非糖基化CD147及少量糖基化CD147；SNL后背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)非糖基化CD147表達增高，7 d時增至高峰，持續(xù)至21 d后下降；而糖基化CD147未見明顯變化，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(圖4)。RT-PCR顯示，與對照組相比，SNL后術側背根神經(jīng)節(jié)mRNA顯著增高，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，14 d增至高峰，持續(xù)至28 d；SNL后對側背根神經(jīng)節(jié)mRNA表達無明顯變化，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)(圖5)。

2.3 行為學檢測結果

大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA或過表達RNA后，對照組大鼠的MWT未見明顯變化，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，過表達RNA組大鼠痛域明顯降低，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(圖6)。大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA或干涉RNA后，注射后第14天行SNL模型，觀察行為學變化。結果提示：對照組行SNL模型后MWT下降，干涉RNA組痛域亦下降，但仍明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(圖7)。

圖3 SNL后3 d背根神經(jīng)節(jié)CD147的表達(免疫熒光染色)

圖4 SNL后背根神經(jīng)節(jié)CD147的表達(Western blotting)

圖5 SNL后不同時間點背根神經(jīng)節(jié)mRNA表達比較(RT-PCR)

圖6 大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA或過表達RNA后MWT比較

圖7 大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA或干涉RNA后MWT比較

3 討論

NP是一種常見、頑固性疾病，是感覺神經(jīng)損傷或疾病直接導致的疼痛，以自發(fā)性疼痛、痛覺超敏或觸誘發(fā)痛、痛覺過敏、感覺異常或缺失、伴隨異常交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮性反應為特點，往往在損傷修復或疾病痊愈后數(shù)月仍持續(xù)存在[8]。NP的發(fā)病機制十分復雜，對其治療效果也不盡人意，因此探索新的治療方法已成為臨床亟待解決的問題之一。

近年研究[9-11]發(fā)現(xiàn)，黏附分子的激活可加重NP，而在NP動物神經(jīng)系統(tǒng)中也發(fā)現(xiàn)了一些黏附分子表達增加的現(xiàn)象。CD147是免疫球蛋白超家族成員之一，廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，可表達于腫瘤細胞表面，激活鄰近的成纖維細胞產(chǎn)生基質金屬蛋白酶(MMPs)[12]。Kawasaki等[13]報道，在NP的不同時期MMPs均有致痛作用，拮抗MMPs則能減輕痛覺敏感的發(fā)生。作為MMPs的誘導劑，CD147也可能直接參與NP的發(fā)生與發(fā)展，以其為靶位的免疫治療可能為疼痛治療提供有效途徑。

本研究通過探討CD147在大鼠神經(jīng)損傷后痛覺敏化形成中的作用，結果發(fā)現(xiàn)：無論是免疫熒光染色法還是Western blotting法均提示脊髓幾乎不表達CD147，且NP發(fā)生后脊髓CD147表達仍無明顯變化。既往研究[14-15]報道，糖基化的CD147可促進腫瘤的侵襲與轉移，而非糖基化的CD147則處于無功能狀態(tài)。本研究中，對照組背根神經(jīng)節(jié)CD147表達較少，SNL后非糖基化的CD147表達明顯增加，而糖基化CD147表達未發(fā)生明顯變化，說明非糖基化的CD147在NP的發(fā)生過程中發(fā)揮著重要作用。此外，大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射對照RNA或過表達RNA后，對照組大鼠的MWT未見明顯變化，過表達RNA組大鼠痛域明顯降低；注射對照RNA或干涉RNA后，對照組MWT下降，干涉RNA組痛域亦下降，但仍明顯高于對照組，說明正常大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)注射過表達CD147 RNA可誘發(fā)長時程的機械性痛敏，而注射CD147干涉RNA則能抑制神經(jīng)損傷后機械性痛敏的發(fā)生。

綜上所述，外周神經(jīng)損傷后，大鼠背根神經(jīng)節(jié)內(nèi)CD147及其mRNA表達均明顯上調(diào)；CD147過表達可誘發(fā)NP，干涉CD147 RNA表達則可抑制其發(fā)生。

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The Effect of CD147 on Occurrence and Development of Neuropathic Pain in Rats

Ren Yingna, Su Liwei, Yang Hailong.

Department of Anesthesia Surgery, Baoji Central Hospital, Baoji 721008, China

Objective To explore the effect of CD147 on the formation of pain sensitization after neurological damage in rats. Methods Immunofluorescence staining and Western blotting were used to detect the expression of CD147 in spinal marrow and dorsal root ganglion after spinal nerve ligation (SNL), and real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-PCR) was applied to detect the expression of CD147 mRNA in dorsal root ganglion. The changes of mechanical withdrawal threshold (MWT) were observed after injection of CD147 over-expressed or intervened RNA in dorsal root ganglion of the rats. Results Spinal marrow of normal rats did not express CD147, and there was no obvious change of CD147 expression in spinal marrow after SNL. Dorsal root ganglion in normal rats expressed small amount of CD147, and the expression of both CD147 and mRNA increased obviously after SNL. After injection of contrast RNA or over-expressed RNA in dorsal root ganglion of the rats, there were no significant changes in MWT in the control group (P>0.05), but the pain threshold decreased significantly in the over-expressed RNA group (P<0.05). After injection of contrast RNA or intervened RNA, both MWT of the control group and the pain threshold of the intervened RNA group decreased notably, but the pain threshold of the intervened RNA group was still significantly higher than that of the control group (P<0.05). Conclusion The expressions of CD147 and mRNA in dorsal root ganglion of rats would increase after the damage of peripheral nerves. The over-expression of CD147 can induce neuropathic pain, while the intervention of CD147 RNA expression can effectively inhibit the neuropathic pain.

CD147; Neuropathic pain; Spinal marrow; Dorsal root ganglion; Mechanical withdrawal threshold

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1705.R.20161027.1703.048.html

10.3969/j.issn.1674-2257.2016.05.004

中國高校醫(yī)學期刊臨床專項資金(No:11526233)

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