文章信息
- 李娜然, 商丽宏, 杨宇, 姚阳, 吴敏范
- LI Naran, SHANG Lihong, YANG Yu, YAO Yang, WU Minfan
- CNQX拮抗断尾诱发小鼠前扣带回皮质神经元c-fos基因的表达
- Tail amputation induced c-fos gene expression in the anterior cingulate cortex neurons is antagonized by CNQX in mice
- 中国医科大学学报, 2020, 49(4): 318-320
- Journal of China Medical University, 2020, 49(4): 318-320
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文章历史
- 收稿日期:2019-03-01
- 网络出版时间:2020-04-16 9:43
2. 沈阳医学院 生理学教研室, 沈阳 110034
2. Department of Physiology, Shenyang Medical College, Shenyang 110034, China
研究[1-2]表明,截肢手术后有50%~60%以上的患者伴有幻肢痛(phantom limb pain,PLP)。前扣带回皮质(anterior cingulate cortex,ACC)已被大量的研究[3-4]证明是痛觉的重要中枢,在疼痛感知、认知和情绪等关键大脑功能中发挥重要作用。PLP患者ACC的脑血容量显著增加,与疼痛强度密切相关[5];截肢后大鼠ACC对外周刺激与中枢刺激的反应增强[6];神经元的c-fos基因表达[7]、NK-1受体[8]、AMPA/Kainate受体[9]与痛觉有关。目前,PLP的发病机理尚不清楚。将小鼠尾末端截断常用于PLP产生机制的研究[4]。研究[8]表明,NK-1受体参与断尾引起小鼠ACC神经元c-fos基因表达显著增强的过程。但是,AMPA/Kainate受体是否参与此过程尚未见报道。因此,本研究采用免疫组化方法探讨PLP的产生机理,为治疗PLP提供实验依据。
1 材料与方法 1.1 实验分组沈阳医学院实验动物中心提供雌性成年昆明种小鼠36只,体质量(27±6)g [动物生产许可证编号:SCXK(辽)2010-0001]。1%戊巴比妥钠40 mg·kg-1体质量腹腔麻醉小鼠,随机均分为6组,每组6只:空白对照组(不做任何处理);断尾(尾末端2.5 cm用剪刀截断)后0.5 h组;iv CNQX组(尾静脉注射1%CNQX 1 mg·kg-1体质量后10 min+断尾后0.5 h);iv NS组(尾静脉注射同体积生理盐水后10 min+断尾后0.5 h);ith CNQX组(蛛网膜下腔注射CNQX 10 μg·10 μL-1生理盐水后10 min+断尾后0.5 h);ith NS组(蛛网膜下腔注射同体积生理盐水后10 min+断尾后0.5 h)。
1.2 ACC c-fos基因表达的检测断尾后0.5 h,将上述各组小鼠断头,取脑,置于4 ℃ 4%多聚甲醛中过夜固定。连续冠状面-20 ℃冰冻切片,厚度为15 μm,用免疫组化方法常规染片及洗片等,最后使用树胶封片。使用显微图像分析仪(×400放大倍数)检测切片ACC c-fos阳性细胞的积分光密度(integrated optical density,integrated OD)和面积百分比。
1.3 统计学分析采用SPSS 13.0软件进行统计分析,数据以x±s表示,组间比较采用单因素方差分析和Dunnett’s检验。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 iv CNQX对断尾诱发小鼠ACC神经元c-fos基因表达的影响空白对照组正常小鼠ACC神经元有少量c-fos基因表达,而断尾后0.5 h小鼠ACC神经元c-fos基因表达显著增强,阳性细胞OD和面积百分比显著高于空白对照组(P < 0.01);iv CNQX拮抗断尾诱发的ACC神经元c-fos基因表达显著增强,阳性细胞OD和面积百分比与空白对照组比较无统计学差异(P > 0.05),但显著低于断尾后0.5 h组(P < 0.01),而ivNS组断尾诱发的ACC神经元c-fos基因表达显著增强没有影响,阳性细胞OD和面积百分比显著高于空白对照组及iv CNQX组(P < 0.01),见表 1,图 1。
Group | n | Integrated OD | Percentage of positive cell area(%) |
Control | 6 | 5.941 5±0.731 4 | 1.673 6±0.621 6 |
0.5 h after tail amputation | 6 | 7.967 2±1.086 21) | 3.043 7±0.550 61) |
iv NS | 6 | 8.152 7±1.149 31) | 3.208 1±0.595 71) |
iv CNQX | 6 | 6.096 0±0.810 92) | 1.870 0±0.532 32) |
ith NS | 6 | 8.097 8±0.850 61) | 3.061 6±0.561 91) |
ith CNQX | 6 | 6.146 6±0.799 93) | 1.882 5±0.571 83) |
1)P < 0.01 compared with control group;2)P < 0.01 vs iv NS group;3)P < 0.01 vs ith NS group. |
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A, control group; B, 0.5 h after tail amputation group; C, iv NS group; D, iv CNQX group. 图 1 iv CNQX对断尾诱发小鼠ACC神经元c-fos基因表达的影响 ×400 Fig.1 Effect of iv CNQX on tail amputation induced c-fos gene expression in the ACC neurons in mice ×400 |
2.2 ith CNQX对断尾诱发小鼠ACC神经元c-fos基因表达的影响
与空白对照组正常小鼠比较,断尾后0.5 h小鼠ACC神经元c-fos基因表达显著增强(P < 0.01);ith CNQX拮抗断尾诱发的ACC神经元c-fos基因表达显著增强,阳性细胞OD和面积百分比与空白对照组比较无统计学差异(P > 0.05),但是,显著低于断尾后0.5 h组(P < 0.01),而ith NS组对断尾诱发的ACC神经元c-fos基因表达显著增强没有影响,阳性细胞OD和面积百分比显著高于空白对照组及ith CNQX组(P < 0.01),见表 1,图 2。
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A, control group; B, 0.5 h after tail amputation group; C, ith NS group; D, ith CNQX group. 图 2 Ith CNQX对断尾诱发小鼠ACC神经元c-fos基因表达的影响 ×400 Fig.2 Effect of ith CNQX on tail amputation induced c-fos gene expression in the ACC neurons in mice ×400 |
3 讨论
c-fos基因及Fos蛋白在中枢神经系统表达的部位与伤害性信号的传导、整合分析有关[7-8];大鼠截肢后ACC对外周刺激与中枢刺激的反应增强[6]。本研究发现,断尾后0.5 h小鼠ACC神经元c-fos基因表达显著增强,表明小鼠ACC的神经元能接受伤害信号的传入,参与断尾产生的中枢神经系统的可塑性改变。本研究结果为深入研究PLP提供了新的实验依据。
PLP是截肢者术后常见的并发症。目前,PLP的发病机理尚不明确。NK-1受体、AMPA/Kainate受体与痛觉有关[8-9]。NK-1受体参与断尾引起小鼠ACC神经元c-fos基因表达显著增强的过程[8]。但是,AMPA/Kainate受体是否参与此过程尚未见报道。本研究观察到iv CNQX AMPA/Kainate受体拮抗剂拮抗断尾诱发的ACC神经元c-fos基因表达显著增强,说明外周AMPA/Kainate受体参与此过程。CNQX不易透过血脑屏障,因此本文深入研究了ith CNQX对断尾诱发的ACC神经元c-fos基因表达显著增强的影响。发现ith CNQX拮抗了断尾诱发的ACC神经元c-fos基因表达的显著增强,说明中枢AMPA/Kainate受体也参与了此过程,外周与中枢AMPA/Kainate受体可能作为镇痛药物治疗PLP的候选靶点。
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