腰5脊神经结扎大鼠腰4背根神经节神经元超极化激活电流发生的可塑性变化

【作者】 梅其勇； 丁盟； 姜玉秋； 李倩； 蒋春； 邢国刚； 万有；

【机构】 北京大学神经科学研究所,北京大学基础医学院神经生物学系,神经科学教育部重点实验室,神经科学卫生部重点实验室；

【摘要】 在腰5(L5)脊神经结扎(SNL)的神经病理痛模型大鼠,结扎侧的L5背根神经节(DRG)神经元超极化激活环核苷酸门控阳离子通道(hyperpolarization-activated,cyclic nucleotide gated cation channel,HCN)介导的超级化激活电流(Ih)在慢性神经病理痛形成中的作用,已经被我室和其他实验室的研究结果证实。然而,SNt.后,与L5相邻近的未受损伤的LA背根神经节神经元的Ih电流是否也有改变,迄今却未见报道。本研究在L5脊神经结扎的神经病理痛模型大鼠,应用全细胞膜片钳记录(whole-cell recording)的技术,观察L4 DRG神经元上HCN的Ih电流密度、HCN的电导和翻转电位,以及Ih对电压依赖性的关系等HCN的生物物理特性与Ih的变化,旨在阐明在L5脊神经结扎的神经病理痛模型大鼠,与L5相邻近的未受损伤的L4 DRG神经元上Ih发生的可塑性变化。同时应用免疫组织化学技术,观察HCN通道蛋白的表达情况。结果发现:(1)在SNL组和假手术组大鼠,L4DRG大直径神经元的细胞膜电容分别为(119.9±5.31)pF(n=31)和(115.5±4.60)pF(n=31),经t检验分析,二者无显著性差异(P>0.05,n=31),表明所选取两组细胞的大小无显著性差异;(2)当细胞膜电位由-60 mV超极化到-110 mV和-120 mV时,L4 DRG大直径神经元的电流密度在假手术组为(-9.73±1.00)pA/pF和(-14.44±1.77)pA/pF,而在SNL组分别为(-7.09±0.58)pA/pF和(-9.62±0.78)pA/pF,,经Two-way ANOVA检验分析,二者有显著性差异(P<0.001,n=31);(3)在SNL组大鼠,LA DRG大直径神经元的的最大膜电导和翻转电位(利用尾电流法求得)在假手术组为(0.289±0.030)nS/pF和-46.02 mV,而在SNL组则为(0.205±0.017)nS/pF和-47.88 mV,经Linear regression分析,两者有显著性差异(P<0.0001,n=31);(4)在SNL组和假手术组大鼠,L4DRG大直径神经元上HCN的半数激活电位V1/2并无显著性差异(-88.81±2.00)mV vs(-91.64±2.91)mV,P>0.05)。(5)免疫组织化学显示,在SNL模型大鼠,术侧的HCN通道蛋白较之对侧,其表达也有所下降。以上结果表明,与假手术组相比,L5脊神经结扎后,IADRG大直径神经元的Ih电流密度在细胞膜超级化至-110mV和-120mV时明显降低,同时细胞膜的电导也明显下降,HCN通道蛋白的表达也有所降低,提示L5脊神经结扎的神经病理痛模型大鼠,与L5相邻近的未受损伤的L4 DRG大细胞类型神经元上的Ih发生了可塑性变化,下调的Ih可能对未受损神经元的细胞膜的高兴奋性有贡献。更多还原