同济医院麻醉学教研室在疼痛领域的研究进展汇编|汇编|同济|大鼠

同济医院麻醉学教研室在疼痛领域的研究进展汇编

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　　NRR杂志热点追踪线上论坛 | 脊髓-肌肉界面的双重电刺激重塑脊髓损伤后脊髓局部感觉运动环路

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　　来源：同济麻醉论坛

　　壹

　　脊髓PTP1B调控大鼠神经病理性疼痛的机制研究

　　神经病理性痛是由神经系统损伤或者功能障碍导致的疼痛感觉异常，是临床上最常见的疼痛类型之一。尽管大量研究证实神经炎症在神经病理性疼痛的发展中发挥着重要影响，但是调控神经炎症的机制至今尚未完全阐明。蛋白酪氨酸磷酸酶1B（Protein Tyrosine Phosphatase 1B，PTP1B）是蛋白酪氨酸磷酸酶家族的重要成员之一，主要定位于内质网的胞浆表面，在炎症信号通路中是一个关键的调节因子。基于上述研究背景，张咸伟教授团队探究了PTP1B在神经病理性疼痛中的作用及可能机制，为神经病理性疼痛提供新的研究和治疗靶点。该研究揭示了在大鼠坐骨神经分支保留性损伤（Spared nerve injury，SNI）模型中，脊髓背角PTP1B的表达上调通过促进内质网应激加重了NF-κB和神经胶质细胞激活介导的神经炎症，进而促进神经病理性疼痛。相关研究成果于2024年2月发表于期刊CNS Neuroscience & Therapeutics （IF : 5.5，Q1）。第一作者为2021级博士研究生焦博，通讯作者为张咸伟教授。

　　研究过程和结果如下，首先，使用雄性SD大鼠构建SNI模型，WB和免疫荧光结果显示大鼠脊髓背角神经元中PTP1B表达水平显著升高（图1）。透射电子显微镜、WB和免疫荧光结果显示大鼠脊髓背角神经元中内质网肿胀和管腔扩张，内质网应激相关标志物（BIP、p-PERK、p-IRE1α和ATF6）及磷酸化的NF-κB表达水平显著升高（图2-3）。鞘内注射内质网应激诱导剂衣霉素（tunicamycin，Tm）可促进健康大鼠机械性痛觉异常，并导致大鼠脊髓中NF-κB、胶质细胞的激活以及促炎因子TNFα、IL-6和IL-1β的释放（图4）。为了探究抑制PTP1B能否缓解SNI大鼠的神经病理性疼痛，采用鞘内注射PTP1B siRNA或PTP1B特异性抑制剂PTP1B-IN-1，研究发现鞘内注射PTP1B siRNA或PTP1B-IN-1可显著减轻SNI所致的大鼠机械性痛觉异常（图5）。除此之外，鞘内多次注射PTP1B-IN-1可有效抑制内质网应激，减少NF-κB的激活（图6），抑制胶质细胞的激活以及促炎因子TNFα、IL-6和IL-1β的释放，改善神经炎症（图7）。然后为了进一步证实内质网应激是否介导了PTP1B-IN-1对SNI大鼠的镇痛作用，采用鞘内注射内质网应激诱导剂Tm，结果显示Tm可显著逆转鞘内注射PTP1B-IN-1对SNI大鼠的镇痛作用（图8），并逆转对PTP1B-IN-1对SNI大鼠脊髓中NF-κB和胶质细胞的激活，促炎因子TNFα、IL-6和IL-1β的释放的调控作用（图9）。

　　图1 PTP1B在脊髓背角的表达和细胞定位

　　图2 SNI大鼠脊髓中内质网应激和NF-κB的激活

　　图3 SNI大鼠脊髓背角BIP, p-PERK, p-IRE1α, ATF6的细胞定位

　　图4 鞘内应用Tm可诱导健康大鼠机械性痛觉异常和神经炎症

　　图5 PTP1B siRNA或PTP1B-IN-1缓解SNI大鼠的机械性痛觉异常

　　图6 PTP1B-IN-1抑制SNI大鼠脊髓中的内质网应激和NF-κB的激活

　　图7 PTP1B-IN-1抑制SNI大鼠脊髓中胶质细胞的激活和促炎细胞因子的产生

　　图8 Tm可逆转PTP1B-IN-1对SNI大鼠的镇痛作用

　　图9 Tm可逆转PTP1B-IN-1对SNI大鼠脊髓NF-κB、胶质细胞激活和神经炎症的调控作用

第一作者

　　：焦博，华中科技大学同济医学院附属同济医院麻醉科2021级博士研究生，以第一作者身份发表SCI论文5篇

通讯作者

　　：张咸伟，医学博士，三级教授/主任医师，博士研究生导师。同济医院急性疼痛服务团队（APS）创始人、同济医院疼痛门诊及疼痛留观病房重要成员。1985年毕业于同济医科大学，1993年于同济医科大学获医学博士学位。1993年供职于武汉同济医院麻醉学教研室，从事临床麻醉和疼痛诊疗至今。任中华医学会疼痛学分会委员；中国医师协会疼痛科医师分会委员；湖北省医学会疼痛学分会主任委员；武汉市医学会疼痛学分会副主任委员。《中国疼痛医学杂志》、《医药导报》和《中华疼痛学杂志》编委。在《Anesthesiology》等国际国内期刊发表论文100多篇，承担国家自然基金课题、横向课题和医学转化课题多项，获得国家专利14项。

　　贰

　　APS团队标准化术后疼痛管理下患者静脉自控镇痛的有效性和安全性:107802例患者的6年急性疼痛服务经验

　　关于术后疼痛管理对患者预后的影响的研究很少，尤其是对大样本的研究，对中国患者的数据更少。据报道，中国只有25.12%的医院建立了APS或类似团队，其中负责术后全程镇痛服务的不到10%。华中科技大学同济医学院附属同济医院成立了由麻醉医生领导的专业APS团队（TJ-APS），并拥有标准化的工作流程和管理体系，术后镇痛策略遵循“低阿片、多模式、专业化、个性化”的原则，建立了定期查房、24小时值班制度。基于TJ-APS标准化术后疼痛管理，以2016年1月至2021年12月期间在我院107802名接受静脉PCA治疗的患者为研究对象，开展了不同类型手术患者术后疼痛的发生率和不良反应研究。结果表明，静脉PCA患者术后镇痛不良的发生率显著低于现有文献报道的20%，主要发生在胆胰手术、肝外手术和胃肠道手术中；不良反应总发生率为5.52%，其中恶心和呕吐最高，尤其是妇科肿瘤和妇科患者，分别为10.75%和8.68%，但均低于现有文献报道的水平（20%）。该研究证明了TJ-APS标准化的术后疼痛管理流程对于中国患者的术后镇痛效果和安全性具有显著的提高作用，这对于提高患者的手术体验和治疗效果具有重要意义，也为我国医疗服务水平提供了有益的借鉴。相关研究成果于2024年1月发表于期刊Heliyon （IF : 4.0）。孙娇丽主治医师为第一作者，张咸伟教授为通讯作者。

　　图1 PCA工作流程

　　图2 不同类型手术后患者发生镇痛不良的比例

第一作者

　　：孙娇丽，医学博士，华中科技大学同济医学院附属同济医院麻醉科主治医师。主持湖北省自然科学基金青年基金1项、同济医院科研基金培育项目1项、同济医院科研基金1项，参与国家自然科学基金面上项目、同济医院转化医学项目、国家卫健委临床专项等多个课题，在Heliyon、Molecular Pain等杂志发表SCI论文多篇。研究方向：先天性无痛症，术后急慢性疼痛机制研究，疼痛与基因。

通讯作者

　　叁

　　边缘下内侧前额叶皮层谷氨酸能神经元到杏仁核的投射介导了雄性大鼠阿片诱导的痛觉过敏

　　反复使用阿片类镇痛药可能会导致疼痛加剧，这种矛盾现象就是阿片诱发的痛觉过敏（OIH），这种现象阻碍了严重疼痛的有效临床干预。目前，有关OIH调控的神经环路机制还知之甚少。前期研究表明，杏仁核中央核的侧囊部（CeLC）和边缘下内侧前额叶皮层（IL）分别都有调节OIH的作用。罗放教授课题组联合中南民族大学李臣鸿教授课题组通过光遗传及化学遗传学、脑片电生理等实验技术，探讨了IL到CeLC投射在OIH中的作用。相关工作于2024年1月发表在Molecular Pain（IF：3.3，JCR分区 Q3）。崔玲玲为第一作者，李臣鸿教授为通讯作者。

　　本研究使用c-Fos免疫荧光染色发现OIH大鼠右侧CeLC兴奋性明显升高，而左侧无明显差异。采用单向跨突出病毒特异标记从形态学上证明了IL与CeLC之间存在单突触连接，使用光遗传结合脑片膜片钳的方法证明了IL中谷氨酸锥体神经元存在向CeLC的功能性投射。通过记录兴奋性突触后电流（eEPSCs）、抑制性突触后电流（eIPSCs）和成对脉冲比（PPR）可以观察到，芬太尼给药后，从IL到CeLC的突触传递明显增强。此外，光遗传激活IL-CeLC 通路可降低 CeLC 中的 c-Fos 表达，并改善OIH的机械痛和热痛。相反，通过化学遗传学沉默该通路会激活CeLC，从而加剧OIH。结合电生理学结果，从IL到CeLC的突触传递增强可能是IL缓解OIH的保护性反应，而不是OIH产生的原因。增强IL向CeLC的输出可能是治疗OIH的有效神经调控策略。

第一作者

　　：崔玲玲，华中科技大学同济医学院附属同济医院麻醉科2019级科研型硕士研究生，目前以第一作者发表SCI论文1篇。

通讯作者

　　：李臣鸿，生物物理学博士，教授，博士研究生导师。华中科技大学生物物理学博士毕业,于美国学习工作2年，加拿大学习工作1.5年。主持国家自然科学基金4项，主要研究方向为离子通道的结构、功能以及其与疾病关系的病理生理学研究以及药物研发。已涉足的离子通道有起博通道、钙活化的氯通道、钙通道、钠活化的钾通道。长期与罗放教授合作研究OIH的神经电生理机制。已发表通讯或第一作者论文20余篇。

　　合作导师：罗放，医学博士，教授，主任医师，博士研究生导师，同济医院麻醉学教研室常务副主任。武汉医学会麻醉学分会副主任委员、湖北省医师协会麻醉学医师分会副主任委员、中华医学会麻醉学分会ERAS学组学术秘书、中国老年医学学会麻醉学分会委员、中国中西医结合学会围手术期专业委员会委员。2003年华中科技大学麻醉学博士毕业,2005-2007年赴美国Virginia Commonwealth University 和University of Illinois at Chicago从事博士后研究。从事临床麻醉20余年，擅长日间手术麻醉及小儿麻醉。主持国家自然科学基金5项，湖北省自然科学基金1项，主要研究方向为慢性疼痛机制及治疗。已发表通讯或第一作者论文20余篇。

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