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目的:探讨脊髓背角星形胶质细胞活化及其γ-氨基丁酸转运体-1(GAT-1)上调在大鼠骨癌痛中的作用。
方法:采用大鼠胫骨癌痛模型。选择雌性SD大鼠,体重160g-180g。实验一40只大鼠随机分成两组,每组20只,S组(假手术组):右侧胫骨上段骨髓腔注入5μl生理盐水。M组(模型组):右侧胫骨上段骨髓腔注入5μl Walker256大鼠乳腺癌细胞(1×105/μl)。分别在术前1天、术后第1、3、5、7、10、14、21天测定大鼠机械痛敏、热痛敏和自由行走痛行为学评分,术后第7、14、21天取大鼠腰段脊髓,采用Western blot方法对大鼠脊髓GAT-1表达进行检测,采用免疫荧光双标法检测术后第21天的大鼠脊髓背角星形胶质细胞的活化及GAT-1的表达。实验二40只大鼠随机分成5组(n=8):假手术组+NS(S组)、骨癌痛+NS(N1组)、骨癌痛+NO-71110μg(N2组)、骨癌痛+NO-71120μg(N3组)、骨癌痛+NO-71140μg(N4组),于手术当天鞘内分别给予生理盐水(S组、N1组)、NO-71110μg(N2组)、NO-71120μg(N3组)、NO-71140μg(N4组)每天给药一次,连续三天。术前1天,术后第1、3、5、7、10、14、21天观察大鼠机械缩足反射阈值和行走痛行为学分。实验三60只大鼠随机分5组(n=12):假手术组+NS(S组)、骨癌痛+NS(N1组)、骨癌痛+NO-71110μg(N2组)、骨癌痛+NO-71120μg(N3组)、骨癌痛+NO-71140μg(N4组),于术后第14天鞘内分别给予生理盐水(S组、N1组)、NO-71110μg(N2组)、NO-71120μg(N3组)、NO-71140μg(N4组)。连续三天每天一次,于最后一次给药后半小时、1、2、4、8、12、24小时观察大鼠机械缩足反射阈值和行走痛行为学分。于最后一次给药4个小时后取出大鼠腰段脊髓,采用Western blot方法检测大鼠脊髓pERK1/2表达。
结果:实验一(1)S组大鼠机械缩足反射阈值、热缩足反射潜伏期和行走痛行为学评分在术后各时间点组内相比差异无显著性;M组大鼠MWT、行走痛行为学评分于术后第七天开始与手术前相比差异有显著性(P<0.01);与S组相比,从术后第七天开始,M组MWT显著降低(P<0.05),行走痛行为学评分显著升高(P<0.05);M组大鼠热缩足反射潜伏期在术后各时间点组内相比差异无显著性。(2)与假手术组相比,术后第7天(P<0.01)、14天(P<0.01)、21天(P<0.01)癌痛大鼠脊髓腰断GAT-1表达上调。(3)与S组相比,M组大鼠术后第21天脊髓背角星形胶质细胞胞体突起增生肥大,呈激活状态,激光共聚焦显微镜镜检示术后第21天星形胶质细胞标志物GFAP与上调的GAT-1有共表达。实验二S组大鼠机械缩足反射阈值和行走痛行为学评分在术后各时间点组内相比差异无显著性。与S组相比,N1组大鼠机械缩足反射阈值和行走痛行为学评分于术后第七天开始有显著性差异(P<0.01);与S组相比,N2、N3、N4组大鼠机械缩足反射阈值和行走痛行为学评分于术后第7天无差异(P>0.05),于术后第10天差异有显著性(P<0.01)。实验三(1)S组大鼠机械缩足反射阈值和行走痛行为学评分在术后各时间点组内相比差异无显著性。N1组大鼠机械缩足反射阈值和行走痛行为学评分在鞘内给予NS后无明显改变。与给药前相比,NO-711可显著提高骨癌痛大鼠触诱发痛阈值(P<0.05),其作用时间可分别达8小时(N2组)和12小时(N3、N4组),但不能改善骨癌痛大鼠行走痛评分。(2)与S组相比,N1组pERK1/2表达明显上调(P<0.01);与N1组相比,N2、N3、N4组pERK1/2表达含量降低(P<0.01)。
结论:1.骨癌痛大鼠脊髓背角GAT-1表达明显上调,且增加的GAT-1与活化的星形胶质细胞共表达。2.鞘内给予GAT-1选择性抑制剂NO-711可以延迟骨癌痛大鼠痛觉过敏的产生,减轻已形成的机械痛觉过敏。3.鞘内给予GAT-1选择性抑制剂NO-711,可以抑制骨癌痛大鼠脊髓ERK1/2磷酸化水平,提示GAT-1可能是通过ERK信号转导途径来参与骨癌痛的调节。