膠質細胞在大鼠實驗性炎性痛中的作用研究

摘要：目的 研究腦內膠質細胞在福爾馬林誘導引起的大鼠實驗性炎性痛中的作用。方法 SD大鼠隨機分為兩組，正常對照組（n=8）：側腦室注射生理鹽水（0.9 %，10μl）和丙戊茶堿組（n=8）：側腦室注射丙戊茶堿（30mM， 10μl）。飼養1w后制作福爾馬林致痛模型，進行疼痛行為學評分。結果 側腦室注射丙戊茶堿組第一時相和第二時相痛評分和對照組相比均有顯著性差異（P<0.05）。結論 膠質細胞與實驗性炎性痛的發生和維持關系緊密，丙戊茶堿對炎性痛有緩解作用。

關鍵詞：膠質細胞；丙戊茶堿；疼痛

現在大量研究表明，以往認為只有神經元參與了疼痛的產生和維持的觀點是不完全正確的。在許多不同病因所致的疼痛中，膠質細胞的激活很可能是一個共同的作用機制。膠質細胞，特別是星形膠質細胞可以通過多種途徑參與疼痛的調節，激活的星形膠質細胞可以產生大量的神經營養因子，如NGF、BDNF和GDNF等，NGF和BDNF均可促進神經損傷后的出芽、傷害性感受器的再生，而NGF拮抗劑可在一定程度上減輕動物模型中的炎性痛[1]，這表明膠質細胞在損傷后釋放的神經營養因子參與疼痛的調節。膠質細胞表面表達有大量的和疼痛有關的細菌和病毒受體，以及大量神經遞質和調質如GABA、Glu、ACh、5-HT等受體，鞘內注入細菌、病毒、神經遞質和調質可以致痛[2]。此外，膠質細胞數量遠遠多于神經元數量，并且與神經元的解剖位置關系緊密，它們通過多種機制調節神經元的突觸功能和興奮性，在痛覺產生調節過程中具有重要的功能。

丙戊茶堿（PPF），一種甲基黃嘌呤的衍生物，是星形膠質細胞的活化抑制劑[3]，本實驗通過側腦室注射星形膠質細胞活化抑制劑PPF探討膠質細胞在疼痛中的作用，希望為新的鎮痛藥物的研究和開發提供全新的思路。

1資料與方法

1.1一般資料 健康雄性成年SD大鼠，體重（250±10）g，由河南省實驗動物中心提供，所有動物都在自然光暗周期的環境中飼養，自由覓食、飲水。

動物隨機分為兩組（n=8）：正常對照組和丙戊茶堿組。對照組側腦室注射生理鹽水（10μl）；丙戊茶堿組側腦室注射丙戊茶堿（30mM，10μl）。側腦室注射后飼養1w進行痛評分實驗。

1.2福爾馬林致痛模型 把大鼠放入觀察臺上透明玻璃器皿中，下鋪有干燥、松軟的厚布，在安靜、避光、干燥的環境中，適應30 min，用100μl微量注射器刺入右足跖部皮下，回吸無血迅速注入5%福爾馬林100μl。

1.3側腦室注射 用1%戊巴比妥鈉40～50 mg/kg麻醉大鼠，然后將麻醉的大鼠固定在腦立體定位儀（ST-3ND，成都儀器廠）上，裸露顱骨，根據Paxinos and Watson圖譜定位側腦室位置（坐標：P1.2 mm，R1.5-2 mm，H3.0 mm），用大鼠顱骨鉆鉆孔，用10μl微量注射器將藥物注入到側腦室，留針5min，然后縫合皮膚。飼養一星期后進行痛評分實驗。

1.4痛評分實驗 側腦室給藥1w后，在大鼠右足跖部皮下注射福爾馬林。根據Dudisson評分對大鼠右后足的行為進行評估，指標包括：第一部分為抬起注射甲醛足的次數（Flinches），第二部分為甲醛足抬起走動時不著臺面的時間（Lifting）和舔、咬、抖動甲醛足的時間（Biting）。福爾馬林試驗數據采取參照Abbott等方法，分別測定注射福爾馬林后第一時相（第0～5min）及第二時相（第15～30min）內的Flinches誘發炎性痛行為的次數、Lifting與Biting行為痛持續的時間總和[4]。

1.5統計學分析 實驗數據均用均值±標準差（x±s）表示，統計學處理用SPSS12.0軟件包，實驗結果用采用單因素方差分析（ANOVA），組間比較采用LSD-t檢驗方法。

2結果

側腦室注射藥物大鼠的疼痛行為學評分：第一時相丙戊茶堿組的Flinches次數和Lifting+Biting時間較對照組均有顯著性差異（P<0.05）；第二時相丙戊茶堿組的痛評分累積分值較對照組有顯著性差異（P<0.05），見表1，表2。

丙戊茶堿組Flinches與對照組比較*P<0.05；丙戊茶堿組Lifting+Biting時間與對照組相比*P<0.05。

3討論

實驗結果中，各組大鼠腳底注射福爾馬林后，觀察到大鼠出現抬腳、舔足等行為學反應，可見本實驗福爾馬林疼痛模型得到了成功復制。福爾馬林致痛模型產生的行為學反應是雙相的[4]。雙相疼痛第一時相是由于福爾馬林對局部感受傷害的感受器的化學刺激所引起的；第二時相是由于局部炎癥以及傷害性刺激產生炎癥致痛物質，通過持續的C纖維刺激使腰骶部脊髓中樞致敏所致。表現為脊髓背角神經的過度興奮：如神經元的反應閾值下降，興奮期延長以及自發性放電等[5]。

側腦室注射實驗顯示，丙戊茶堿在疼痛模型的第二時相均起到抑制疼痛的作用，而第二時相是痛覺中樞致敏有關。文獻顯示，丙戊茶堿可抑制膠質細胞活化而產生抗傷害性刺激作用[6]。它抑制星形膠質細胞機制可能通過抑制分解環磷酸腺苷的磷酸二酯酶亞型Ⅳ，從而增加細胞內的環磷酸腺苷來發揮作用[6]。推測丙戊茶堿通過抑制星形膠質細胞來起到抗炎性痛的作用。可見，膠質細胞活化、表達及信息交流與炎癥性疼痛的產生和維持關系緊密。

綜上所述，膠質細胞在實驗性炎性痛的發生和維持中起到關鍵作用，但其具體作用機制還有待進一步研究。

參考文獻：

[1]Zhou XF， Deng YS， Xian CJ， et al.， Neurotrophins from dorsal root ganglia trigger allodynia after spinal nerve injury in rats[J]. Eur. J. Neurosci.2000，12（1）：100-105.

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[3]Yao M， Chang XY， Chu YX， et al. Antiallodynic effects of propentofylline Elicited by interrupting spinal glial function in a rat model of bone cancer pain[J]. J Neurosci Res.， 2011， 89（11）：1877-86.

[4]Abbott FV， Fyanklin KBJ， Westbrook RF， et.The formalin test：scoring properties of the first and second phases of the pain response in rats[J]. Pain，1995，60：91-102.

[5]Shields SD， Cavanaugh DJ， Lee H， et al. Pain behavior in the formalin test persists after ablation of the great majority of C-fiber nociceptors[J]. Pain，2010，151（2）：422-429.

[6]Norsted Gregory E， Delaney A， Abdelmoaty S， et al. Pentoxifylline and propentofylline prevent proliferation and activation of the mammalian target of rapamycin and mitogen activated protein kinase in cultured spinal astrocytes[J]. J Neurosci Res，2013，91（2）：300-312.

編輯/申磊