本文選題：人類免疫缺陷病毒　切入點：gp120　出處：《山東大學(xué)》2015年博士論文

【摘要】：HIV-相關(guān)神經(jīng)病變(HIV-associated neuropathy)是人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)感染最常見的并發(fā)癥,可影響到50%的HIV感染患者或艾滋病(acquired immunodeficiency syndrome, AIDS)病人。HIV感染本身可引起周圍神經(jīng)病變,在進行抗逆轉(zhuǎn)錄治療(antiretroviral therapy,ART)或高效抗逆轉(zhuǎn)錄治療(highly active antiretroviral therapy, HAART)時也可引起周圍神經(jīng)病變。ART使HIV感染患者的壽命逐漸延長,然而,在HAART時代,HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的發(fā)病率反而有所上升。HIV-相關(guān)神經(jīng)病理性疼痛的嚴重性和難治性,致使HIV-相關(guān)神經(jīng)病理性疼痛患者長期處于極度虛弱的狀態(tài)和痛苦之中,嚴重影響HIV感染患者的生活質(zhì)量,而且HIV-相關(guān)神經(jīng)病變還是引起HIV感染患者死亡的重要原因。雖然已經(jīng)針對HIV-相關(guān)神經(jīng)病變開展了相關(guān)的研究,但其神經(jīng)病理發(fā)生機制仍未被闡明,以至于影響我們制定有效的治療策略。這促使我們發(fā)展新的有效治療措施以緩解這種仍影響HIV感染患者生活質(zhì)量的神經(jīng)病理性疼痛或神經(jīng)生物學(xué)癥狀。本課題利用具有HIV包膜蛋白gp120和／或雙脫氧胞苷(2',3'-dideoxycytidine, zalcitabine, ddC)毒性的培養(yǎng)的背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion, DRG)神經(jīng)元以及gp120和ddC誘發(fā)的神經(jīng)病理性疼痛大鼠動物模型,研究gp120和／或ddC的神經(jīng)毒性作用,并探討了胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor-1, IGF-1)對具有g(shù)p120和／或ddC毒性的DRG神經(jīng)元的保護作用及其機制。第一部分IGF-1對具有g(shù)p120毒性的DRG神經(jīng)元的保護作用HIV-gpl20是產(chǎn)生神經(jīng)毒性并引起神經(jīng)生物學(xué)癥狀的主要蛋白,但gp120誘發(fā)周圍神經(jīng)病變的神經(jīng)毒性作用機制目前尚未被完全闡明。目前尚缺乏治療這種神經(jīng)生物學(xué)癥狀的有效處理措施。本課題利用體外培養(yǎng)的DRG神經(jīng)元,研究了酪氨酸激酶受體(tyrosine kinase receptor, Trk) A、TrkB和TrkC不同受體亞型在具有g(shù)p120神經(jīng)毒性的DRG神經(jīng)元的表達,并研究了IGF-1對具有g(shù)p120神經(jīng)毒性的不同受體亞型的DRG神經(jīng)元的保護作用及其機制。結(jié)果顯示,gp120可濃度依賴性地抑制TrkA、TrkB和TrkC的表達,IGF-1可逆轉(zhuǎn)gp120誘發(fā)的TrkA和TrkB的表達下調(diào),而對TrkC表達的影響作用不明顯,應(yīng)用磷脂酰肌醇(-3)激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)抑制劑LY294002可阻斷IGF-1的作用。這些結(jié)果表明,gp120可對特異的表達TrkA、TrkB和TrkC的DRG神經(jīng)元產(chǎn)生毒性作用,而IGF-1可緩解gp120誘發(fā)的TrkA和TrkB亞群的DRG神經(jīng)元的毒性,而不能緩解gp120誘發(fā)的TrkC亞群的DRG神經(jīng)元的毒性。IGF-1的這一作用機制可能僅對傳導(dǎo)痛覺信息的DRG神經(jīng)元亞群產(chǎn)生針對性的保護作用。第二部分IGF-1對具有雙脫氧胞苷毒性的DRG神經(jīng)元的保護作用核苷相似物逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(nucleoside reverse transcriptase inhibitor, NRTI)類抗HIV藥物的應(yīng)用,在HIV感染治療上是一個革命性的變化。NRTI可長期有效抑制HIV的復(fù)制,但其缺點是具有明顯的毒性作用而影響其持續(xù)應(yīng)用。NRTI可誘發(fā)神經(jīng)病理性疼痛,并可加重因HIV感染引起的神經(jīng)病理性疼痛,致使ART中斷,以至于影響抑制HIV復(fù)制的治療策略。ART所致的神經(jīng)毒性是目前HIV感染患者存在的一個重要問題。ddC是NRTI類抗HIV藥物中毒性最大的一種,因此,探討ddC對表達不同Trk受體亞型的DRG神經(jīng)元的毒性作用對于制定緩解ddC毒性的治療策略具有重要的意義。IGF-1可對DRG神經(jīng)元產(chǎn)生顯著的保護作用。然而,ddC對表達TrkA、TrkB和TrkC不同亞群的DRG神經(jīng)元的毒性作用以及IGF-1對緩解ddC毒性的作用及其機制目前尚不清楚。本課題利用體外培養(yǎng)的DRG神經(jīng)元,研究了ddC對表達TrkA、TrkB和TrkC不同亞群的DRG神經(jīng)元的毒性以及IGF-1的神經(jīng)保護作用及其機制。結(jié)果顯示,ddC可濃度依賴性地抑制TrkA、TrkB和TrkC的表達,IGF-1可逆轉(zhuǎn)ddC誘發(fā)的TrkA和TrkB的表達下調(diào),而對TrkC表達的影響作用不明顯,PI3K抑制劑LY294002可阻斷IGF-1的這一效應(yīng)。這些結(jié)果表明,ddC可對特異的表達TrkA、TrkB和TrkC的DRG神經(jīng)元產(chǎn)生毒性作用,而IGF-1可緩解ddC誘發(fā)的TrkA和TrkB亞群的DRG神經(jīng)元的毒性,而不能緩解ddC誘發(fā)的TrkC亞群的DRG神經(jīng)元的毒性。通過針對TrkA、TrkB和TrkC特定亞群的DRG神經(jīng)元的研究,揭示了ddC的神經(jīng)毒性作用與TrkA、TrkB和TrkC的相互作用關(guān)系,為發(fā)展以IGF-1作為神經(jīng)保護因子的新的治療策略提供了實驗依據(jù)。第三部分IGF-1對具有g(shù)p120和雙脫氧胞苷毒性的DRG神經(jīng)元亞型的保護作用HIV感染引起的神經(jīng)生物學(xué)癥狀是由于發(fā)生了HIV-相關(guān)神經(jīng)病變。現(xiàn)行的ART雖然可有效抑制HIV的復(fù)制,但其巨大的毒副作用可引起一系列包括HIV-相關(guān)神經(jīng)病變在內(nèi)的并發(fā)癥。HIV感染和ART誘發(fā)的神經(jīng)病變不僅在臨床上難以區(qū)分,而且在晚期階段幾乎所有的鎮(zhèn)痛藥物都難以緩解HIV-相關(guān)神經(jīng)病理性疼痛。對這種并發(fā)癥的治療或采用少引起并發(fā)癥的治療方案對HIV感染患者都是有益的。因此,探討HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的病理發(fā)生機制對于制定緩解HIV-相關(guān)神經(jīng)病理性疼痛的治療方案是至關(guān)重要的。本課題利用體外培養(yǎng)的DRG神經(jīng)元,研究了gp120和／或ddC對大、小不同亞群的DRG神經(jīng)元的毒性作用程度,以及IGF-1緩解大、小不同亞群的DRG神經(jīng)元毒性的作用程度。結(jié)果顯示,gp120和ddC可對DRG神經(jīng)元產(chǎn)生毒性作用,但對大、小不同亞群的DRG神經(jīng)元的毒性作用程度是不同的,gp120對大直徑DRG神經(jīng)元(25 μm)的毒性作用更為嚴重,而ddC對小直徑DRG神經(jīng)元(≤25μm)的毒性作用更加嚴重；IGF-1對具有g(shù)pl20和／或ddC神經(jīng)毒性的小直徑DRG神經(jīng)元具有保護作用,而對大直徑DRG神經(jīng)元的保護作用不明顯。本課題的研究結(jié)果為HIV感染本身和ART所誘發(fā)的神經(jīng)病變的發(fā)病機制提供了新的觀點,為進一步發(fā)展新的治療策略提供了新的實驗依據(jù)。第四部分IGF-1對gp120和雙脫氧胞苷誘發(fā)神經(jīng)病變的治療作用現(xiàn)在已經(jīng)明確HIV-相關(guān)神經(jīng)病變并不主要是由ART所導(dǎo)致的,HIV感染本身也是誘發(fā)HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的一個重要原因。HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的發(fā)病率一直居高不下,HIV-相關(guān)神經(jīng)病理性疼痛非常難以處理,可根據(jù)HIV感染本身是否誘發(fā)神經(jīng)病變的情況制定相應(yīng)的ART策略,隨著ART策略的改變還不能緩解HIV-相關(guān)神經(jīng)病理性疼痛時,對這一特殊的神經(jīng)病理性疼痛的治療已顯得束手無策,各種鎮(zhèn)痛藥物均難以產(chǎn)生療效。因此,探討HIV包膜蛋白gpl20和NRTI類抗HIV藥物ddC的毒性作用特性對于解釋HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的病理發(fā)生機制具有重要的指導(dǎo)意義。本課題建立聯(lián)合應(yīng)用gp120和ddC誘發(fā)的神經(jīng)病理性疼痛大鼠動物模型,研究了通過干預(yù)P物質(zhì)(substance P, SP)及其神經(jīng)激肽1(neurokinin 1, NK1)受體信號以及IGF-1信號對大鼠神經(jīng)病理性疼痛行為學(xué)的影響。結(jié)果顯示,聯(lián)合應(yīng)用gp120和ddC可誘發(fā)大鼠的觸覺異常性疼痛,鞘內(nèi)注射NK1受體抑制劑L-733060或神經(jīng)營養(yǎng)因子IGF-1可緩解這種觸覺異常性疼痛。聯(lián)合應(yīng)用gp120和ddC不僅可以上調(diào)SP和編碼SP的前速激肽原(preprotachykinin, PPT) mRNA,而且還可以誘發(fā)DRG神經(jīng)元的凋亡。鞘內(nèi)注射NK1受體抑制劑L-733060可部分地逆轉(zhuǎn)gp120和ddC誘發(fā)的SP和PPT mRNA的上調(diào),但對DRG神經(jīng)元凋亡的影響不明顯。鞘內(nèi)注射IGF-1不僅可以部分地逆轉(zhuǎn)gp120和ddC誘發(fā)的SP和PPT mRNA的上調(diào),而且還可以改善DRG神經(jīng)元的凋亡。這些研究結(jié)果表明,通過阻斷SP及其NK1受體信號對痛覺傳導(dǎo)信號系統(tǒng)的影響可能會提出將來對于HIV-相關(guān)神經(jīng)病理性疼痛的新的治療措施；激活I(lǐng)GF-1信號系統(tǒng)可能對HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的治療是有益的。雖然我們這些僅僅停留在細胞培養(yǎng)和動物實驗層面的實驗研究結(jié)果不一定能夠直接緩解人類HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的癥狀或疼痛,但為了能夠真正能夠徹底解決治療人類HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的問題,利用神經(jīng)細胞培養(yǎng)技術(shù)和動物實驗研究HIV-相關(guān)神經(jīng)病變的發(fā)病機制和治療策略必將會長期地進行下去。從多種不同的感覺模態(tài)探討HIV-相關(guān)神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)病機制和治療策略是今后的一個發(fā)展方向。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R745;R512.91

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