目的探讨脊髓星形胶质细胞和小胶质细胞以及前炎性细胞因子白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在骨癌痛发生发展中的作用及机制。方法(1)通过大鼠胫骨内注射高度骨转移倾向的同源的MADB-106乳腺癌细胞建立骨转移癌痛模型,在此基础上进一步采用免疫组织化学、酶联免疫吸附试验(ELISA)以及逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)等方法,观察脊髓星形胶质细胞和小胶质细胞的活性以及前炎性细胞因子IL-1β及TNF-α的变化与大鼠胫骨破坏、疼痛行为改变的关系。(2)在这种模型的基础上,鞘内给予P38MAPK抑制剂SB203580,通过测定大鼠的机械性痛觉超敏(PWT)和热感觉过敏(PWL)观察P38MAPK抑制剂抑制小胶质细胞的活性后对大鼠疼痛行为的改变。(3)在骨癌痛模型基础上制备吗啡耐受模型,采用免疫组织化学、酶联免疫吸附试验(ELISA)以及逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)等方法,观察脊髓胶质细胞的活性及前炎性细胞因子与骨癌痛吗啡耐受的关系。(4)制备骨癌痛模型后通过放射治疗阻止胫骨进一步癌性破坏,应用Tunel染色法了解胫骨内肿瘤细胞的凋亡情况,测定大鼠的机械性痛觉超敏(PWT)和热感觉过敏(PWL)观察大鼠疼痛行为的改变,酶联免疫吸附试验(ELISA)以及逆转录多聚酶链反应(RT-PCR)等方法了解脊髓胶质细胞活性及前炎性细胞因子的改变。结果(1)大鼠胫骨内注射MADB-106细胞后,随着胫骨破坏的进行性加重,同时伴随出现进行性下降的PWT和PWL值;随着时间进程,免疫组化显示注射肿瘤细胞同侧脊髓小胶质细胞和星形胶质细胞依次活化,小胶质细胞活化开始于注射肿瘤细胞后第8天,星形胶质细胞活化开始于注射肿瘤细胞后第14天。注射肿瘤细胞同侧脊髓IL-1β和TNF-αmRNA表达和蛋白含量均明显增加,P﹤0.05。(2)胫骨X线及组织学检查发现,鞘内注射SB203580对胫骨癌性破坏程度及肿瘤的生长无明显影响,但注射SB203580后,给药组大鼠左侧PWL值显著高于对照组,P﹤0.05;左侧脊髓内IL-1β和TNF-αmRNA表达减少、蛋白含量较对照组降低(P﹤0.05)。(3)骨癌痛模型造模后14天,对照组PWL及PWT比术前降低, P<0.05;吗啡耐受组14、16、18天PWL及PWT值均高于对照组,P<0.05,第19天两组大鼠均给予小剂量的吗啡,对照组大鼠PWL及PWT值明显增加,而吗啡耐受组改善不明显。第20天,吗啡耐受组大鼠左侧脊髓的IL-1β和TNF-αmRNA的表达比对照组高,P < 0.05;吗啡耐受组大鼠相应节段脊髓IL-1β和TNF-α蛋白的相对含量与对照组比较明显增加, P < 0.05;吗啡耐受组大鼠左侧脊髓GFAP阳性的星形胶质细胞和OX-42阳性的小胶质细胞的光密度与右侧的比值与对照组比较明显增加,P < 0.05。(4)放射治疗后大鼠PWL及PWT值明显高于模型对照组,P < 0.05。X线检测显示放射治疗组胫骨骨质破坏程度明显轻于模型对照组。Tunel染色检查发现放射治疗组肿瘤细胞凋亡明显多于模型对照组,P < 0.001。同时,脊髓星形胶质细胞活性标志物GFAP和小胶质细胞活性标志物OX-42的mRNA表达较模型对照组明显下降,P < 0.05,前炎性细胞因子IL-1β及TNF-α的mRNA的表达及蛋白含量与模型对照组相比明显降低,P < 0.05。结论大鼠胫骨内注射MADB-106乳腺癌细胞成功的建立了骨转移癌痛模型,骨肿瘤诱发的脊髓胶质细胞活化及前炎性细胞因子IL-1β和TNF-α的表达释放增加,在骨癌痛的产生和维持中起着重要的作用。抑制肿瘤生长所致的骨破坏、抑制胶质细胞的活性及前炎性细胞因子的表达,均能减轻骨癌痛。另外,胶质细胞的活化、前炎性细胞因子的表达增加,与吗啡耐受有着密切的关系。