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【中西合璧】電針促進脊髓神經元表達GRK2改善順鉑誘發(fā)的周圍神經病變

來源:泰然健康網 時間:2024年12月29日 05:16

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上海中醫(yī)藥大學附屬岳陽醫(yī)院麻醉科 

背景

化療相關的周圍神經病變(CIPN)是接受化療患者常見的副作用,其病理基礎是表皮層內的神經纖維(IENFs)減少,常表現為肢體遠端的麻木和痛覺過敏,嚴重影響患者的生活質量。研究顯示化療藥順鉑可導致脊髓小膠質細胞激活,而M1型小膠質細胞可以釋放促炎因子,如IL-1β、IL-6以及TNF-α等,導致疼痛;脊髓中G蛋白偶聯受體激酶2(GRK2)可抑制多種疼痛模型的疼痛信號傳導;電針可改善CIPN相關的疼痛,抑制小膠質細胞的活化以及炎癥因子的釋放,但關于電針改善CIPN的機制以及GRK2在CIPN中發(fā)揮何種作用尚未見報道,基于此來自復旦大學基礎醫(yī)學院中西醫(yī)結合學系和神經生物研究所的學者研究發(fā)現脊髓神經元GRK2的表達在電針抑制CIPN相關疼痛和感覺缺失中發(fā)揮了重要作用,該研究發(fā)表在最新一期的Anesthesia&Analgesia雜志上。中西合璧專欄對該文獻進行了編譯,以饗讀者。

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方法

本研究包括三部分,首先明確上調脊髓神經元GRK2是否可以緩解順鉑誘發(fā)的CIPN,隨后驗證電針治療能否預防順鉑誘發(fā)的CIPN,以及下調脊髓神經元GRK2是否可減弱電針的預防效應,最終證實電針可以通過GRK2介導該效應的發(fā)生。研究利用順鉑(23mg/kg)腹腔內灌注建立CIPN大鼠模型(兩輪灌注,每輪連續(xù)5天,間隔5天),鞘內灌注含神經元特定促發(fā)因子的腺相關病毒(AAV)調控脊髓神經元表達GRK2;利用Westernblot檢測脊髓背角GRK2、髓細胞促發(fā)受體2(TREM2)和DNAX激活蛋白12kDa(DAP12)復合物(主要表達在脊髓的小膠質細胞中),利用Vonfrey纖毛和移除黏附物測試大鼠的機械痛和感覺缺失情況;利用免疫熒光檢測IENFs;利用RT-PCR檢測促炎及抗炎因子,從而觀察小膠質細胞的激活情況。電針治療情況:從順鉑注射前一天開始,電針治療1次/d,取雙側昆侖穴(BL60)和足三里(ST36),采用韓式電針儀,疏密波模式,1mA和2mA各刺激15min,假電針組不予電刺激治療。 

結果

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圖1、神經元GRK2過表達可改善順鉑誘發(fā)的CIPN。A、5次順鉑灌注后的Westernblot檢測顯示順鉑灌注后的GRK2表達下降;B、實驗的技術路線圖,神經元特異性促發(fā)因子hSyn定位Cre-ERT2重組腺相關病毒被他莫昔芬活化,在首次注射順鉑3周后取標本;C、他莫昔芬活化的Cre-ERT2使脊髓GRK2上調;D、神經元細胞核(紅色)與eGFA標記的AAV-GRK2(綠色)在脊髓共標;E、神經元GRK2上調抑制CIPN導致的機械痛;F、神經元GRK2上調縮短CIPN導致的感覺缺失時間;G、大鼠后足的蛋白基因產物(PGP)9.5陽性神經纖維(白色)免疫熒光染色,顯示上調神經元GRK2可預防IEFNs減少;H、GRK2上調抑制CIPN相關的IEFNs減少。

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圖2、神經元GRK2上調可抑制脊髓促炎因子釋放以及TREM2/DAP12的表達(小膠質細胞活化)。在首次注射順鉑3周后利用Western blot測定TREM2/DAP12,利用RT-PCR測定疼痛相關因子,包括IL-1β (C), IL-6 (D), iNOS(E), CD16 (F), IL-4 (G), IL-10 (H), and CD206 (I)。

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圖3、電針治療可預防順鉑誘發(fā)的CIPN以及調控GRK2的表達。A、電針改善CIPN大鼠的機械痛;B、電針改善CIPN大鼠的感覺缺失;C、大鼠后足的蛋白基因產物(PGP)9.5陽性神經纖維(白色)免疫熒光染色,顯示電針可預防IEFNs減少;D、電針抑制順鉑誘發(fā)的IEFNs;E、脊髓背角GRK2的Westernblot顯示電針可逆轉順鉑誘發(fā)的脊髓背角GRK2的下降。

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圖4、電針可抑制脊髓促炎因子以及TREM2/DAP12表達(小膠質細胞活化)。利用RT-PCR測定疼痛相關因子。包括IL-1β (A), IL-6 (B), iNOS(C), CD16 (D), IL-4 (E), IL-10 (F), and CD206 (G);在首次注射順鉑3周后利用Western blot測定TREM2/DAP12。

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圖5、脊髓神經元GRK2介導了電針對順鉑誘發(fā)的CIPN的緩解療效。A、Westernblot顯示特異性轉載蛋白病毒(syn-GRK2 shRNA)注射后成功下調了脊髓背角GRK2的表達;B、神經元細胞核(紅色)與eGFA標記的AAV-GRK2 shRNA(綠色)在脊髓共標;C、脊髓神經元GRK2下調抑制了電針對于順鉑導致的機械痛的鎮(zhèn)痛作用;D、脊髓神經元GRK2下調抑制了電針對于順鉑導致的感覺缺失的緩解作用;E、大鼠后足的蛋白基因產物(PGP)9.5陽性神經纖維(白色)免疫熒光染色,顯示神經元GRK2下調后,電針對順鉑誘發(fā)的IEFNs減少的預防作用減弱;F、神經元GRK2下調抑制電針對順鉑誘發(fā)的IEFNs減少的預防作用。

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圖6、神經元GRK2介導電針對小膠質細胞的調控作用,RT-PCR測定了疼痛相關分子,包括IL-1β (A), IL-6 (B), TNF-α(C), iNOS (D), CD16 (E), IL-10 (F), IL-4 (G), TGF-β (H),發(fā)現下調神經元GRK2后,促炎因子顯著升高;Western blot顯示下調神經元GRK2后TREM2/DAP12的表達升高,說明小膠質細胞的活性增強。 

結論

本研究證實順鉑誘發(fā)的CIPN模型GRK2表達下調;GRK2過表達及電針治療均可以改善順鉑誘發(fā)的機械痛、感覺缺失和IENFs的減少,以及抑制小膠質細胞活化,從而緩解順鉑誘發(fā)的CIPN;而電針的治療效應則是通過GRK2來介導的,提示GRK2可以作為CIPN防治的一個分子靶點。

中西合璧述評

臨床研究發(fā)現電針可改善CIPN相關的疼痛、麻木以及神經傳導速度,但機制不清,本研究發(fā)現GRK2是介導電針治療CIPN的重要分子。GRK2即β腎上腺素能受體激酶1,研究發(fā)現其在哺乳動物心臟、血管內皮細胞、腦、腎近曲小管、肺、肝臟和骨骼肌等組織中均有表達,在神經和免疫系統中高水平表達,可調節(jié)G蛋白偶聯受體快速脫敏,保護細胞免受過度刺激,改善炎性痛及神經病理性疼痛,除此之外,GRK2還可以直接和細胞內信號分子如絲裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated proteinkinase,MAPK)家族成員、磷脂酰肌醇 3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)信號通路相關分子、細胞骨架蛋白相互作用,這使得 GRK2可以不依賴于 GPCRs,直接調節(jié)細胞內信號傳導。GRK2是近年來研究的熱點,尤其是在慢性疼痛領域。本研究的意義在于明確了GRK2在電針治療CIPN中的作用,為臨床應用電針治療CIPN提供了理論依據。

翻譯:季鋒;述評:油文靜,許華 參考文獻: Ma X, Chen Y, Li XC, Mi WL, Chu YX, Wang YQ,Mao-Ying QL. Spinal Neuronal GRK2 Contributes to Preventive Effect byElectroacupuncture on Cisplatin-Induced Peripheral Neuropathy in Mice.AnesthAnalg. 2022 Jan 1;134(1):204-215.

doi: 10.1213/ANE.0000000000005768.

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