三叉神經痛大鼠三叉神經節中BDNF的表達變化

劉麗娟，尹燦燦，關 書，葛會香，王聰睿，高 云，熊 偉,4

(1. 南昌大學附屬口腔醫院預防科，江西 南昌 330019;2. 南昌大學基礎醫學院生理學教研室，江西 南昌 330006;3. 南昌大學第二臨床醫學院，江西 南昌 330019;4. 江西省口腔生物學重點實驗室，江西 南昌 330019)

三叉神經痛(trigeminal neuralgia，TN)是三叉神經分布區域受到某些觸覺刺激，如咀嚼、說話、微笑、洗臉、剃毛、刷牙等，引發的劇烈疼痛。有時可伴有面部的痛性痙攣[1]。通常TN常見于中老年女性，估計年發病率在每10萬人中有4～13人。據統計，TN更易發生在右側面部，嚴重影響患者的生活質量[2]。

腦源性神經營養因子(brain-derived neurotropic factor，BDNF)是神經生長因子家族成員之一。BDNF高親和力受體TrkB目前已被證實與神經元的存活、突觸的可塑性和完整性密切相關[3]。BDNF/TrkB通路在神經退行性變中表達減低[4-5]，通過給予相應藥物，增加BDNF表達，以改善抑郁、焦慮、學習記憶障礙等[6]。近年來，對BDNF與慢性疼痛的研究日益深入。有學者報道，坐骨神經痛模型中，某些炎癥因子可促進BDNF/TrkB表達增加，進而使機械痛縮足反射閾值(mechanical withdrawal threshold，MWT)降低[7]。在口腔頜面部疼痛，如急慢性牙髓炎[8]、帶狀孢疹引起[9]的神經性疼痛中，三叉神經節(trigeminal ganglion，TG)的BDNF分泌增加。上述研究均證實，BDNF與慢性疼痛密切相關。但在TN的TG中，BDNF及其受體TrkB的表達變化及可能機制的報道較少。本研究采用眶下神經慢性損傷壓迫模型(infraorbital nerve chronic injury compression model, ION-CCI)制備TN大鼠動物模型，觀察TN大鼠TG中BDNF及其受體TrkB的表達變化，旨在明確BDNF及其受體TrkB是否促進TN的痛覺傳遞。

1 材料

1.1實驗動物SD成年♂大鼠，體質量(180～220) g，購自江西中醫藥大學實驗動物科學部，動物許可證號：SCX(贛)2018-0003。大鼠隨機分為假手術組(Sham)和TN模型組，在實驗開始前3 d使大鼠適應實驗環境。在光照周期(12 h ∶12 h)中，在一天的同一時間(9 ∶00～14 ∶00)測試所有動物。

1.2試劑BDNF及TrkB抗體(美國Abcam公司)；q-PCR實驗所需引物，購自上海生工；DAB試劑盒、SP-9001試劑盒(北京中杉金橋生物技術有限公司)；Triton X-100(Solarbio公司)；RNA提取試劑盒(TIANGEN公司)；山羊抗小鼠FITC、山羊抗兔TRITC(EarthOx公司)；RNA逆轉錄試劑盒(Trans Gen公司)；抗熒光衰減封片劑(上海經科化學科技有限公司)。

1.3儀器BME-403 Von Frey(中國醫學科學院生物醫學研究所)；Step one plus實時熒光定量PCR儀(美國Life)；冰凍切片機(德國徠卡公司)；熒光倒置顯微鏡(日本Olympus公司)；電熱恒溫水浴鍋(上海醫用恒溫設備廠)。

2 方法

2.1TN模型的建立根據本課題組前期實驗，TN模型按如下方法建立：SD大鼠按3 mL·kg-1腹腔注射100 g·L-1水合氯醛,待麻醉后，剃除大鼠右側面部觸須及毛發，13.12 μmol·L-1酒精消毒術區，于大鼠眶下緣約3～4 mm,緊貼鼻根處，沿鼻骨方向長約3～5 mm切口，用4-0鉻制羊腸線松松接扎眶下神經，共2道，相隔至少約1 mm。假手術組僅暴露右側眶下神經，但不接扎，其余所有操作同TN組。手術過程中，所用物品均高壓滅菌。術后常規飼養。

2.2機械性痛閾的測定各組大鼠分別在術前3、2、1 d行機械刺激適應，術后d 1開始，每隔1 d用電子測痛儀刺激眶下神經分布區域。每只大鼠刺激6次，間隔1 min。出現以下行為中任意1項則認為是有效刺激,該刺激強度即為疼痛閾值[10]：(1)非對稱性面部搔抓；(2)攻擊行為；(3)躲避刺激物。

2.3實時熒光定量PCR(qPCR)檢測術后d 14，大鼠腹腔注射100 g·L-1水合氯醛(3 mL·kg-1)麻醉，取手術側TG，于RNA保存液中，置于-80 ℃保存。待用時，將組織取出，根據試劑盒說明書提取RNA，測定RNA濃度后逆轉錄為cDNA，置于-20 ℃備用。引物序列見Tab 1。qPCR反應條件為95 ℃ 5 s；95 ℃ 5 s，65 ℃ 34 s，共40個循環；95 ℃ 15 s,60 ℃ 60 s，95 ℃ 15 s。通過熔解曲線確定擴增的特異性，以β-actin為內參，計算相應組mRNA表達量。

Tab 1 Primers used for qPCR

2.4免疫組織化學檢測術后14 d，麻醉大鼠后，對大鼠進行經心尖灌注，灌注完成后，取右側TG，4%多聚甲醛4 °C固定過夜。0.3 g·L-1的蔗糖對組織脫水24 h，每8 h換液，4 ℃過夜。冰凍切片機將組織切成厚8 μm，室溫過夜后，放置-20 ℃冰箱。取切片，置內源性過氧化氫酶阻斷劑作用10 min，3 mL·L-1Triton X-100作用10 min,進口山羊工作血清37 ℃水浴孵育40 min，一抗(BDNF 1 ∶25，TrkB 1 ∶100)4 ℃孵育過夜。次日，經PBS沖洗后，37 ℃水浴孵育SP試劑盒B液40 min, 以上各步驟之間用PBS(0.01 mmol·L-1)沖洗5 min×3次,DAB試劑染色，滴加PBS，終止反應，不同濃度乙醇脫水，新鮮二甲苯透明，中性樹膠封片劑封片。倒置顯微鏡下拍照，保存并分析反應密度。

2.5免疫熒光雙標檢測術后14 d，取右側TG冰凍切片，平衡室溫后，山羊血清封閉1 h，反應溫度為37 ℃。濾紙拭干多余封閉液，加入一抗BDNF(1 ∶500)、神經元特異性核蛋白(neuron specific nuclear protein, NeuN)(1 ∶200)、TrkB(1 ∶1 000)4 ℃孵育過夜。次日，室溫放置0.5 h后，避光加入熒光二抗(FITC、TRITC均為1 ∶200)37 ℃恒溫水浴1 h，以上各步驟之間都需0.01 mmol·L-1緩沖液沖洗，每次10 min×3次。抗熒光衰減劑封片。顯微鏡下拍照，分析結果。

3 結果

3.1行為學觀察術后14 d內，對各組每只大鼠行機械性痛敏檢測。如Fig 1所示，TN組大鼠較假手術組手術側面部機械痛敏閾值明顯下降(P<0.01)。術后d 1,TN組大鼠較假手術組大鼠機械閾值明顯降低。

Fig 1 Changes of mechanical withdrawal threshold

**P<0.01vssham

3.2qPCR結果如Fig 2所示，術后d 14，與假手術組比較，TN組大鼠右側TG中BDNF、TrkB、IL-1β、TNF-α mRNA表達明顯增加(P<0.01)。

Fig 2 Relative mRNA expression in TGs of each

*P<0.05,**P<0.01vssham

3.3免疫組織化學結果術后14 d,采用免疫組化方法測量TG中BDNF、TrkB的表達。如Fig 3所示，與假手術組相比，TN組中BDNF及TrkB的表達水平明顯升高(P<0.05)。

Fig 3 Expression of relative protein in TGs of each group

Arrows indicate the immunostaining neurons. Scale bar:50 μm.*P<0.05vssham.

3.4免疫熒光雙標檢測結果術后d 14，采用免疫熒光雙標的方法檢測TG中BDNF、TrkB分別與NeuN共表達的情況。Fig 4結果顯示，TG中BDNF、TrkB與NeuN共同表達于神經元；與假手術組相比，TN組中BDNF及TrkB表達明顯增加。

Fig 4 The double-labeled expression in TGs of each group

Arrows indicate the immunostaining neurons. Scale bar:50 μm.*P<0.05vssham.

4 討論

目前，TN的發病原因仍不明確，但被廣泛接受的是神經血管壓迫學說[11]。除此之外，三叉神經根周圍結構解剖異常、動靜脈畸形或腫瘤中樞腦干功能障礙也可引起TN[12]。現TN的治療可分為藥物治療及非藥物治療，但都有不同弊端。因此，對TN的發病機制及分子變化的研究顯得極其重要。如前所述，目前大量研究均證實，BDNF與慢性疼痛密切相關，可能影響TG對頜面部疼痛的傳遞[7-8]。但在TN的TG中BDNF及其受體TrkB的表達變化及可能機制的報道較少，值得進一步深入研究。因此，本實驗采用TN動物模型，觀察TG中BDNF及其受體TrkB的表達變化。

目前沒有完全符合臨床表現的理想TN動物模型，Vos等[13]采用ION-CCI建立了TN動物模型，該模型簡單、易操作，能較好地模擬臨床三叉神經受壓引起的痛覺超敏現象，對TN的研究有很大幫助。本實驗通過采用ION-CCI建立TN動物模型，術后14 d內，TN組較假手術組機械痛敏值明顯降低，說明TN動物模型制備成功。應用qPCR、免疫組化及免疫熒光雙標方法檢測，結果顯示，TN大鼠手術側TG中BDNF、TrkB mRNA及蛋白水平較假手術組明顯升高，且BDNF、TrkB與NeuN共同表達。我們推測，結扎大鼠眶下神經可能使TG過度合成和釋放BDNF，促進了局部BDNF濃度升高，導致了TrkB的異常表達升高，促進了痛覺傳遞。

與此同時，與假手術組相比，TN組中的促炎癥因子TNF-α及IL-1β表達水平明顯升高。有報道，采用慢性壓迫坐骨神經制備神經病理痛大鼠模型發現，脊髓背角中BDNF、IL-1β和TNF-α表達水平升高，促進痛覺的傳遞[14]。因此，我們推測，在TN狀態下，TG的BDNF、TrkB表達增強和局部的炎癥因子水平升高有一定的關系，有可能存在相互促進升高，加重痛覺過敏的作用。BDNF及其受體TrkB有可能是TN治療的有效靶點。

總之，TN的病因繁多，病理表現錯綜復雜，仍需對其發病機制進一步研究，以尋找更安全有效的治療方法。