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背景雌激素作为体内广泛存在的一种性激素,其对疼痛的调节作用已经得到许多研究的肯定。生活经验提示,女性可能对疼痛更加敏感,与疼痛相关的疾病发生率也要比男性高。这自然会让学者们认为,雌激素是一种致痛敏的因素,但这却无法解释一些临床现象,如患有肠应激综合征(IBS)的女性患者在月经期雌激素水平处于最低状态时,对疼痛的感知程度却最为严重。可见雌激素对疼痛的调控情况还取决于疼痛的类型、雌激素的水平或稳定性等诸多因素。而除此之外,对于另一种常见的疼痛性疾病——腰椎间盘痛,女性在绝经后腰椎间盘痛的发生率也要显著高于男性。以往很多研究均认为椎间盘突出是引起腰椎间盘痛的主要原因,而近来诸多研究已经证实,椎间盘退变(IDD)才是后续椎间盘突出、腰椎滑脱的病理基础,这类由椎间盘退变引起的腰痛被定义为椎间盘源性腰痛。而由于雌激素的生物学作用十分广泛,很可能与椎间盘退变也有着相应的联系。随着社会发展和医药卫生水平的进步,人类的寿命不断延长,人口老龄化趋势日益突出。如何提高女性在绝经后的生活质量,是一个非常值得关注的问题。绝经后雌激素的相对不足,对女性对疼痛的调节作用及椎间盘退变的影响到底如何,以及可能是通过什么途径发挥作用的,这都引起了我们的兴趣。因此本实验研究通过建立成年雌性小鼠去势模型,并给予雌激素替代治疗,观察雌激素对去势模型小鼠基础痛阈的效应,希望能探索雌激素在椎间盘源性腰痛发生过程中的可能机制,以期能够起到预防或延缓椎间盘源性腰痛发生及进展的作用,并为临床治疗女性绝经后各类疼痛性疾病提供一些启示。方法本次研究均采用12周龄成年雌性C37小鼠,行双侧卵巢切除术(OVX)建立去势模型并给予雌激素替代治疗(ERT)后,进行疼痛行为学测定及后续形态学、分子生物学的实验取材。实验分组为:正常对照组(N组)、假手术组(S组)、卵巢切除术组(O组)、卵巢切除术+雌激素替代治疗组(E组)、卵巢切除术+安慰剂对照组(P组)。首先我们观察了补充外源性雌激素后对去势小鼠基础痛阈的作用效应,探索雌激素在去势小鼠基础痛阈调节中的可能机制。实验方法为:小鼠行双侧卵巢切除术建立去势小鼠模型后,从术后第1周开始给予小鼠雌激素补充治疗。分别在术前1天,术后3天及术后第1、2、3、4、5周测定小鼠基础痛阈变化情况,包括机械痛阈缩足阈值(PWT)与热板痛阈缩足潜伏期(PWL)。其次通过观察雌激素在椎间盘退变进程中可能起到的作用以及雌激素与p38MAPK信号通路及炎症的联系,探索雌激素在椎间盘源性腰痛发生过程中的可能机制。实验方法为:建立去势小鼠模型并给予雌激素替代治疗后,在术后第3天及第5周用ELISA技术测定小鼠血清炎症因子水平,在术后第5周取小鼠脊柱制作形态学HE染色石蜡切片、观察腰椎间盘退变的情况,同时取脊髓腰膨大后使用Western Blot技术检测p38的表达。结果在观察雌激素对去势小鼠基础痛阈的作用效应时发现:未接受雌激素替代治疗(ERT)的两组小鼠(O组、P组)在双侧卵巢切除术(OVX)后机械痛阈缩足阈值(PWT)与热板痛阈缩足潜伏期(PWL)均出现持续性降低,与N组、S组小鼠相比均具有统计学差异(P<0.05),且PWL的差异更为显著(P<0.01)。术后第1周开始接受ERT的E组小鼠,PWT、PWL得到了基本维持或略有提高,但仍低于N组或S组的水平,且具有统计学差异(P<0.05)。大约从术后第3周开始,雌激素替代治疗出现了较为明显的作用,E组与O组、P组开始表现出显著差异(P<0.01)。形态学方面,腰椎间盘石蜡切片HE染色结果显示:低倍镜下(100×),N组、S组小鼠椎间盘(IVD)形态基本正常,无明显退变迹象,髓核(NP)与纤维环(AF)的界限清晰,纤维环的结构完整、紧密且较为规则。去势小鼠中未接受ERT的O组、P组,髓核及纤维环均较为松散,纤维环出现部分萎缩、断裂。E组在接受ERT后,椎间盘退变(IDD)程度较O组、P组轻。切换至高倍镜后(400×),可见N组及S组的正常髓核组织中髓核细胞排列整齐均匀,周围是平行排列的胶原纤维,粗细较为均匀。纤维环虽然偶尔有部分断裂,但基本匀称,形态较为规则。O组、E组、P组髓核排列均比较松散、杂乱,部分髓核基质出现变形,可见散在的空泡状组织,为髓核基质坏死后液化、吸收后基质残留所致。髓核外侧纤维环出现多处断裂,且形态不一,大小不均匀。退变的软骨终板(CEP)会出现纤维化、骨化,并且出现破裂,部分软骨终板细胞(CEC)的细胞核出现溶解,伴有血管侵犯、有红细胞出现,有时还会存在少量异位骨组织。N组、S组中软骨终板细胞排列均较为整齐,而去势组小鼠由于部分细胞核出现溶解,细胞密度降低,同时呈现出“被挤压”状,且分布不均匀。E组较O组、P组而言,CEC数量仍较多,部分仍呈现均匀排布,退变程度不及O组、P组。ELSIA检测血清中3种炎症因子水平结果类似:术后第3天,去势小鼠(O组、E组、P组)炎症因子水平显著增高,与未去势小鼠(N组、S组)相比存在显著差异性(P<0.01)。E组接受雌激素替代治疗后,炎症因子水平和O组、P组相比出现显著降低(P<0.01),但仍高于未去势小鼠。术后第5周Western Blot分析脊髓腰膨大内p38含量,结果如下:对于未去势小鼠,S组虽高于N组,但与N组之间并无统计学差异(P>0.05)。对于去势小鼠,E组由于接受雌激素替代治疗,p38表达含量要明显低于O组、P组,但统计学上仅与O组存在显著差异(P<0.01)。此外,E组小鼠的p38表达含量仍然要高于N组、S组,且与N组差异具有显著统计学意义(P<0.01)。结论综合实验结果,本研究可得出以下结论:1.雌激素在对去势小鼠基础痛阈的调节作用中有确切的镇痛作用。2.雌激素可能通过p38 MAPK通路参与去势小鼠体内的抗炎作用,起到延缓小鼠椎间盘退变进程的作用。3.绝经后妇女补充雌激素治疗,对预防各类疼痛性疾病是有益的。4.如何通过雌激素及其受体对p38 MAPK信号通路进行更为精确的调控,从而降低椎间盘源性腰痛的发生率,还值得进一步研究。