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目的:持续性术后疼痛严重影响患者术后的生活质量,目前已经成为一个重要的临床问题。然而,持续性术后疼痛的机制仍不明了。本研究的目的是阐明背根神经节(dorsal root ganglia,DRG)中Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)及其与p38和IL-1β信号通路的相互作用对持续性术后疼痛的影响。方法:1.检测SMIR术后大鼠机械撤足阈值(paw withdrawal threshold,PWT)的变化,及大鼠DRG中TLR4表达情况。1.1用Sprague-Dawley(SD)雄性大鼠行皮肤肌肉切口牵开术(skin and muscle incision and retraction,SMIR)。SMIR术前1天及术后第1、5、10、20天检测大鼠手术侧和手术对侧后足的PWT。1.2 SMIR术前1天及术后1、5、10、20天取大鼠术侧L3、L4 DRG,检测TLR4蛋白水平。1.3 SMIR术后第10天取术侧L3、L4 DRG,免疫荧光检测TLR4所表达细胞类型。2.观察SMIR术后大鼠DRG中MAPKs家族成员变化情况。2.1分别于SMIR术前1天及术后第1、5、10、20天取大鼠术侧L3、L4 DRG,检测MAPKs家族成员磷酸化水平。2.2 SMIR术前30min至术后第10天每天鞘内分别注射不同剂量p38 MAP激酶抑制剂SB203580(1μg、10μg、50μg)及相同体积的溶剂,观察大鼠PWT变化。在未手术组(Naive)鞘内连续注射SB203580 10μg作为对照,观察其PWT变化。3.观察SMIR术后DRG中TLR4对PWT影响极其与p-p38之间关系3.1从SMIR术前30min至术后第10天每天鞘内分别注射不同剂量TLR4拮抗剂LPS-RS(5μg、25μg、50μg)及相同体积的溶剂,观察大鼠PWT变化。在未手术组(Naive)鞘内连续注射LPS-RS 25μg作为对照,观察其PWT变化。3.2 SMIR术后第10天取术侧DRG,免疫荧光检测TLR4与p-p38的表达位置。3.3从SMIR术前30min至术后第10天每天鞘内分别注射LPS-RS 25μg,于第10天取大鼠DRG,检测p-p38蛋白水平。4.观察SMIR术后DRG中IL-1β蛋白水平,研究TLR4、p-p38对IL-1β影响。4.1分别于SMIR术前1天及术后第1、5、10、20天取大鼠术侧L3、L4 DRG,检测IL-1β蛋白水平。4.2从SMIR术前30min至术后第10天每天鞘内分别注射不同剂量IL-1受体拮抗剂IL-1ra(10μg、50μg、100μg)及相同体积的溶剂,观察大鼠PWT变化。在未手术组(Naive)鞘内注射IL-1ra 50μg作为对照,观察其PWT变化。4.3从SMIR术前30min至术后第10天每天鞘内分别注射LPS-RS 25μg、SB203580 10μg,于第10天取大鼠DRG,检测IL-1β水平。结果:1.SMIR术后大鼠术侧PWT降低,DRG中TLR4表达升高。1.1 SMIR术后第5、10、20天,大鼠术侧PWT与术前相比显著下降(n=12,P<0.05)。1.2 SMIR术后第5、10、20天,术侧L3、L4 DRG中TLR4表达水平与术前相比显著升高(n=6,P<0.05)。但是在SMIR术后第1天,TLR4水平与术前相比无显著改变。1.3免疫荧光染色显示,TLR4与IB-4、NF-200(神经元标记物)存在共染,但与GFAP(胶质细胞标记物)无共染。2.MAPKs家族成员中的p-p38在SMIR术后表达显著升高,且影响大鼠PWT。2.1与术前相比,SMIR术后第5、10、20天,大鼠DRG中p-p38水平显著升高(n=6,P<0.05)。p-ERK及p-JNK水平却无显著改变。2.2 SMIR术后第5、10、20天,鞘内注射10μg、50μg SB203580组大鼠术侧PWT与溶剂组相比显著升高(n=12,P<0.05)。1μg组与溶剂组相比,大鼠术后PWT无显著改变。Naive组鞘内注射10μg SB203580,其PWT无显著改变。3.TLR4拮抗剂LPS-RS可使SMIR术后PWT升高、p-p38下降。3.1 SMIR术后第5、10、20天,应用25μg、50μg LPS-RS组大鼠PWT与溶剂相比显著升高(n=12,P<0.05)。5μg组与溶剂相比,大鼠PWT无显著改变。Naive组鞘内注射25μg LPS-RS,大鼠PWT无显著改变。3.2免疫荧光染色显示TLR4与p-p38共染。3.3在SMIR术后第10天,25μg LPS-RS组大鼠DRG中p-p38水平较SMIR组显著降低(n=6,P<0.05)。4.SMIR术后TLR4和p38通路通过上调IL-1β表达,参与了SMIR诱导的痛觉过敏。4.1 SMIR术后第5、10、20天,大鼠术侧L3、L4 DRG中IL-1β比术前显著升高(n=6,P<0.05)4.2 SMIR术后第5、10、20天,50μg、100μg IL-1ra组大鼠术侧PWT与溶剂组相比,显著升高(n=12,P<0.05)。10μg组与溶剂相比,大鼠术侧PWT无显著改变。Naive组鞘内注射50μg IL-1ra,大鼠PWT无显著改变。4.3在SMIR术后第10天,25μg LPS-RS、10μg SB203580组大鼠DRG中IL-1β水平较SMIR组显著降低(n=6,P<0.05)。结论:本实验结果表明在SMIR术后p38及IL-1β信号通路是由TLR4所介导激活,参与调节持续性术后疼痛。