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目的: 以钾离子透入-甩尾法为疼痛模型和大鼠尾核神经元体外培养模型,研究大鼠尾核内一氧化氮在痛觉调制中的作用及可能的作用途径。
方法:
1.痛阈测定:雄性Wistar大鼠,以钾离子透入引起大鼠甩尾的电流强度(mA)作为痛反应指标,分别向尾核内微量注射生理盐水(NS)、L-精氨酸(L-Arg)、D-精氨酸(D-Arg)、N<’ω>-硝基-L-精氨酸甲酯(L-NAME)和亚甲基蓝(MB),观察注药后30 min内大鼠痛阈的变化。
2.血浆和尾核cGMP测定:雄性Wistar大鼠,分别向尾核内微量注射NS、L-Arg和MB,在5、10、15、20和30 min断头取脑取血,应用放射免疫方法测定血液和尾核中cGMP含量的变化。
3.尾核内nNOS表达的检测:雄性Wistar大鼠,分为NS组、L-Arg和L-NAME组,以免疫组织化学结合计算机图像分析的方法,观察给药后6、12、24、48和72 h尾核内nNOS表达的变化;应用逆转录-聚合酶链反应(RT-PCR),观察给药后4、8、12、24和48h尾核nNOS mRNA表达的变化。
4.新生Wistar大鼠尾核原代神经元体外培养:培养的神经元生长4 d后分别向培养液中加入NS、L-Arg和L-NAME,观察给药12 h后体外培养的尾核神经元nNOS mRNA表达的变化。
结果:
1.微量注射L-Arg后5~10 min大鼠痛阈与NS对照组比显著降低(p<0.01),10 min后大鼠痛阈逐渐回升。注射L-NAME后30 min内大鼠痛阈较NS对照组显著升高(p<0.05或P<0.01)注射MB后5~15 min大鼠痛阈较NS对照组升高明显(P<0.05或p<0.01),以后大鼠痛阈逐渐恢复正常。
2.注射L-Arg 5min后大鼠尾核和血浆cGMP含量与NS对照组相比开始升高,直至20min与NS对照组相比cGMP含量显著升高(P<0.05或P<0.01)。此后尾核和血浆cGMP含量逐渐恢复到正常水平。注射MB5min后大鼠尾核和血中cGMP含量与NS对照组相比开始降低,10~15min内与NS对照组相比明显降低(P<0.01)。之后尾核和血浆cGMP含量逐渐回升,至20min与对照相比差异仍有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。
3.NOS神经元散在表达,阳性部位主要在胞浆,神经纤维也有表达。L-Arg组nNOS神经元较对照组表达增强(P<0.05或P<0.01),且随着时间的延长而增强,48h达最高点。L-NAME组nNOS神经元表达较对照组减弱(P<0.05或P<0.01),随时间延长继续减弱,48h达最低点。
4.大鼠尾核给药24h内L-Arg组nNOSmRNA表达较正常增强(P<0.05或P<0.01),而L-NAME组nNOSmRNA表达较正常减弱(P<0.05或P<0.01),48h恢复正常。体外尾核原代神经元培养,nNOSmRNA表达的变化和体内相一致。
结论: 本实验采用行为学测痛、放射免疫测定、免疫组织化学和RT-PCR等方法提示大鼠尾核内NO参与痛觉调制的过程,其作用机制可能和NO-cGMP代谢途径有关,中枢神经系统尤其是尾核中NOS活性是。NO作为神经递质或调质参与中枢痛觉调制的关键因素之一。
本研究首次从行为学、组织、细胞和分子水平探讨了尾核内NO在痛觉调制中的作用及其机制,为中枢神经系统内痛和镇痛的研究提供了新的实验资料,具有重要理论意义,也为非阿片类、非成瘾性镇痛药物的开发提供实验依据,具有一定的推广应用价值。