Ht-31多肽抑制慢性炎性疼痛的分子機制
本文關鍵詞:Ht-31多肽抑制慢性炎性疼痛的分子機制,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:目的:蛋白激酶A (Protein kinase A; PKA),也稱cAMP依賴性蛋白激酶(cAMP-dependent protein kinase),通過催化N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)型谷氨酸受體(N-methyl-D-aspartate-subtype glutamate receptor; NMDAR)等離子通道的磷酸化,在突觸可塑性中發(fā)揮著重要作用。PKA對底物的催化效率與特異性,嚴格取決于其在細胞中的分布與定位。A激酶錨定蛋白(A kinase anchoring proteins; AKAPs)作為PKA的一種錨定蛋白,可結合PKA并攜帶PKA靠近底物,F(xiàn)已知PKA可增強NMDA受體的功能、參與中樞敏感化過程,但對其錨定蛋白AKAPs在此過程中所起的作用,至今尚不清楚。本研究將采用能特異性打斷AKAPs-PKA復合物的、鏈接硬脂酸鹽(stearate; St)的St-Ht31多肽(St-N-DLIEEAASRIVDAVIEQVKAAGAYC),探討AKAPs錨定的PKA在脊髓背角NMDA受體介導的痛覺信息傳遞中的作用及其分子調控機制。方法:小鼠足底皮下注射完全弗氏佐劑(Complete Freund's Adjuvant; CFA)建立慢性炎性疼痛模型,結合行為學測試、電生理膜片鉗技術以及免疫印跡等實驗方法,深入探討打斷AKAPs與PKA的結合對慢性炎性疼痛的影響及其分子機制。結果:(1)CFA炎性疼痛小鼠鞘內給予St-Ht31多肽,可劑量依賴性地緩解慢性炎性疼痛,而其鏈接硬脂酸鹽的對照多肽鏈St-Ht31p (St-N-DLIEEAASRPVDAVPEQVKAAGAYC)卻無此作用;(2)電生理結果顯示:CFA可顯著增加脊髓背角NMDA受體介導的興奮性突觸后電流(excitatory postsynaptic currents; EPSCs)的幅值,并顯著降低a-Amino-3-hydroxy-5-methylisoxazole-4-propionic Acid (AMPA)型谷氨酸受體(AMPAR)與NMDA受體介導的EPSCs幅值比(AMPAR/NMDAR ratios), CFA的這種作用可被St-Ht31(50.0μM)所抑制,提示:St-Ht31可抑制CFA動物NMDA受體介導的痛覺突觸傳遞;(3)St-Ht31(50.0μM)預處理CFA小鼠離體脊髓片,可有效阻斷GluN2B-NMDA受體選擇性阻斷劑ifenprodil(3.0μM)對NMDAR-EPSCs的下調作用,說明St-Ht31的作用靶點可能是包含GluN2B亞基的NMDA受體(GluN2B-NMDA受體)。與此結果一致,鞘內給予St-Ht31(7.0μg)也能有效抑制CFA引發(fā)的脊髓背角GluN2B-NMDA受體的突觸表達亢進。這些結果提示:St-Ht31的突觸抑制作用與降低GluN2B-NMDA受體的突觸數(shù)量密切相關;(4)電極內液中加入PKA激動劑8-Br-cAMP(100.0μM),可顯著增強正常小鼠脊髓背角NMDAR-EPSCs的幅值,而8-Br-cAMP的這種作用可被Microtubule解聚劑nocodazole(10.0μM)預處理所抑制。不僅如此,用nocodazole預處理脊髓片,也可有效阻斷St-Ht31對CFA小鼠NMDAR-EPSCs的抑制作用。提示:St-Ht31可通過抑制NMDA受體沿Microtubule的轉運過程,減少NMDA受體的突觸數(shù)量;(5)Dynamin抑制劑dynasore(80.0μM)對CFA小鼠的NMDAR-EPSCs幅值并不產生明顯影響,但可以有效阻斷St-Ht31對炎性小鼠NMDAR-EPSCs的抑制作用。提示:St-Ht31(50.0μM)可通過誘導NMDA受體的內陷過程,減少NMDA受體的突觸數(shù)量;(6)小鼠足底皮下注射CFA后1天,脊髓背角cofilin蛋白第3位絲氨酸(cofilin-Ser3)的磷酸化水平顯著升高,而鞘內注射St-Ht31(7.0μg)可抑制這種由CFA誘發(fā)的cofilin-Ser3的磷酸化。電極內液中加入F-actin穩(wěn)定劑phalloidin(100.0μM)并不影響CFA小鼠脊髓背角NMDAR-EPSCs,但事先用phalloidin(100.0μM)預處理脊髓片可明顯阻斷St-Ht31對NMDAR-EPSCs的抑制作用。這些結果提示:St-Ht31也可通過干擾F-actin,減少NMDA受體的突觸數(shù)量,從而抑制NMDA受體介導的突觸傳遞。結論:St-Ht31多肽鏈可能通過干擾NMDA受體的Microtubule運輸、dynamin依賴性受體內陷以及F-actin介導的膜穩(wěn)定等多個環(huán)節(jié),降低NMDA受體的突觸數(shù)量,抑制NMDA受體介導的痛覺突觸傳遞,緩解慢性炎性疼痛。
【關鍵詞】:炎性疼痛 N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)型谷氨酸受體 脊髓背角 A激酶錨定蛋白 cAMP依賴性蛋白激酶 St-Ht31
【學位授予單位】:蘭州大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:R965
【目錄】:
- 摘要3-5
- Abstract5-10
- 第一章 前言10-18
- 1.1 NMDA受體的結構與功能10-11
- 1.2 NMDA受體的轉運過程11-12
- 1.3 PKA及其錨定蛋白AKAPs12-14
- 1.4 PKA對NMDA受體的調節(jié)作用14
- 1.5 Microtubule與NMDA受體轉運14-16
- 1.6 F-actin對NMDA受體的調節(jié)作用16-17
- 1.7 假設17-18
- 第二章 實驗材料和方法18-27
- 2.1 實驗材料18-23
- 2.1.1 實驗動物18
- 2.1.2 實驗儀器與器材18-19
- 2.1.3 實驗試劑(Reagents)19-20
- 2.1.4 實驗溶液(Experimental solution)20-23
- 2.2 實驗方法與步驟23-27
- 2.2.1 慢性炎性疼痛模型的建立23
- 2.2.2 鞘內給藥23
- 2.2.3 行為學測試23-24
- 2.2.4 脊髓切片的制備24
- 2.2.5 電生理記錄24-25
- 2.2.6 亞細胞結構的分離25-26
- 2.2.7 Western免疫印跡(Western Blot)26
- 2.2.8 統(tǒng)計分析26-27
- 第三章 實驗結果27-46
- 3.1 鞘內注射St-Ht31多肽抑制慢性炎性疼痛27-28
- 3.2 St-Ht31抑制疼痛小鼠脊髓背角NMDA受體介導的突觸傳遞28-31
- 3.3 St-Ht31抑制炎性小鼠脊髓背角GluN2B-NMDA受體介導的突觸傳遞和突觸表達31-35
- 3.3.1 St-Ht31有效阻斷ifenprodil對炎性小鼠NMDAR-EPSCs的抑制作用31
- 3.3.2 St-Ht31顯著抑制GluN2B-NMDA受體介導的突觸表達31-35
- 3.4 St-Ht31抑制NMDAR沿Microtubule的轉運過程35-40
- 3.4.1 Microtubule在PKA增強NMDA受體介導的突觸傳遞中的作用35-37
- 3.4.2 Microtubule在CFA增強NMDA受體介導的突觸傳遞中的作用37-40
- 3.5 St-Ht31調節(jié)NMDA受體的內陷過程40-42
- 3.6 St-Ht31干擾F-actin對突觸NMDA受體的膜穩(wěn)定作用42-46
- 3.6.1 Phalloidin有效阻斷St-Ht31對CFA小鼠NMDAR-EPSCs的抑制作用42-44
- 3.6.2 St-Ht31通過cofilin影響F-actin介導的NMDA受體膜穩(wěn)定44-46
- 第四章 討論46-48
- 第五章 結論與展望48-49
- 5.1 結論48
- 5.2 展望48-49
- 參考文獻49-54
- 縮略詞54-56
- 在學期間的研究成果56-57
- 致謝57
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本文編號:324673
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