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目的成功制备Ⅰ型复杂性区域疼痛综合征(CRPS-Ⅰ)大鼠模型,了解CRPS-I大鼠模型患侧脊髓背角的基因表达谱特征;研究CRPS-Ⅰ模型情况下,脊髓背角NLRP3炎性小体通路表达的变化及神经胶质细胞活化参与该动物模型疼痛发展的机制;探讨电针对CRPS-Ⅰ模型患侧脊髓背角NLRP3炎性小体通路的调控效应及相关机制。方法第一部分:采用SPF级健康雄性SD大鼠,制备Ⅰ型复杂性区域疼痛综合征(CRPS-Ⅰ)动物模型,即慢性缺血后疼痛(CPIP)模型。于大鼠造模前1天、造模后第1天检测其右后爪50%PWT,若痛阈下降至基础阈值的70%以下即为造模成功。于模后的1-3天测定其脚掌肿胀度、造模后的1-14天测其50%PWT。部分实验动物于模后第7天测定50%PWT后,取其患侧脊髓L4-L6节段腰膨大部位脊髓背角,保存在RNA later溶液中,用于RNA-Seq检测,随后进行生物信息学分析。第二部分:1.健康雄性SD大鼠随机分为2组:Sham组和CPIP组。于模后第7天采集Sham组和CPIP组大鼠患侧脊髓背角组织,分别应用于qPCR和免疫印迹检测其中Nlrp3、Il-1β和Caspase1的mRNA及相应蛋白的表达变化。2.健康雄性SD大鼠随机分为3组:Sham+Veh组、CPIP+Veh组和CPIP+MCC950组。Sham+Veh组及CPIP+Veh组:从模型建立成功后第1天开始,于行为学检测前1小时经鞘内置管注射相应溶剂(含0.1%DMSO的DMSO,12.5μl);CPIP+MCC950组:从模型成功建立后第一天开始,于行为学检测前1小时经鞘内置管注射 NLRP3 特异性抑制剂 MCC950(30μg/rat/day,12.5μl);检测 MCC950 对 CPIP 大鼠疼痛行为的干预作用,并于模后第7天分别采集Sham组、CPIP+Veh组、CPIP+MCC950组大鼠患侧脊髓背角组织,应用免疫印迹检测MCC950对NLRP3、IL-1β和Caspase1蛋白表达的调控作用。3.于模后第7天分别采集Sham组、CPIP+Veh组、CPIP+MCC950组大鼠患侧脊髓背角组织,应用免疫荧光检测各组大鼠患侧脊髓背角神经胶质细胞标记物(GFAP标记星形胶质细胞、OX42标记小胶质细胞)表达情况。第三部分:1.健康雄性SD大鼠随机分为Sham组、CPIP组、CPIP+EA组以及CPIP+Sham EA组。EA组和Sham EA组大鼠分别于造模后第1天进行治疗。EA组治疗选用患侧“足三里(ST36)”和“昆仑(BL60)”,选用治疗频率为2/100 Hz,刺激强度为0.5-1.51mA(起始0.51mA,每10min增加0.5mA,共30min),30min/次。Sham EA组针刺入穴位表皮,但不接通电流。2.在造模前和造模后的第1-7天检测双侧足爪50%PWT。并于模后第7天采集各组大鼠脊髓背角组织,应用免疫印迹检测患侧脊髓背角NLRP3、IL-1β和Caspase1蛋白表达表达水平。3.于模后第7天采集各组大鼠脊髓背角组织,应用免疫印迹检测患侧脊髓背角神经胶质细胞标记物(GFAP标记星形胶质细胞、OX42标记小胶质细胞)表达情况。结果 第一部分:1.与Sham组相比,CPIP大鼠患侧足肿胀度明显增加(p<0.01),在模后第3天恢复正常。CPIP大鼠在双侧后爪出现持续性机械痛超敏反应,并且可以一直维持到14天观察期结束(p<0.01)。2.与Sham组相比,CPIP模型大鼠患侧脊髓背角伴有明显的神经胶质细胞活化(p<0.01)。3.RNA-Seq在CPIP模型大鼠患侧脊髓背角中鉴定出总共435个差异表达基因(DEG)。通过qPCR检测了几种代表性DEG基因的表达,证实了 RANseq数据的可靠性。DEG的功能分析确定,上调DEGs富集最多的生物学过程包括炎症和神经免疫反应。第二部分:1.RNA-Seq数据显示,与Sham组相比,CPIP模型大鼠患侧脊髓背角中Nlrp3基因呈显著上调,qPCR和免疫印迹进一步证实Nlrp3、IL-1β、Caspase1 mRNA(P<0.01)及相应蛋白(p<0.05)在 CPIP 模型大鼠患侧脊髓背角中表达显著升高。2.与CPIP+Veh组相比,鞘内注射NLRP3特异性抑制剂MCC950可显著降低CPIP模型大鼠患侧脊髓背角中NLRP3和IL-1β的过表达(p<0.01),同时MCC950对CPIP+MCC950组大鼠患侧足爪表现出明显的镇痛作用(p<0.01)。3.MCC950可显著抑制CPIP模型大鼠患侧脊髓背角中神经胶质细胞的过度激活,与CPIP+Veh组相比,CPIP+MCC950组患侧脊髓背角中GFAP及OX42平均荧光强度及各自的免疫阳性细胞数量均显著降低(p<0.01)。第三部分:1.与CPIP+Sham EA组相比,2/100 Hz电针对CPIP模型大鼠患侧后肢表现出显著的镇痛作用(p<0.01)。2.与CPIP+Sham EA组相比,2/100 Hz电针明显抑制了 CPIP模型大鼠患侧脊髓背角中NLRP3和IL-1β的过表达(p<0.05)。3.与Sham组相比,CPIP组患侧脊髓背角中GFAP及OX42平均荧光强度及各自的免疫阳性细胞数量明显增加(p<0.01)。与CPIP+Sham EA组相比,连续电针治疗可显著抑制CPIP患侧脊髓背角中GFAP及OX42平均荧光强度及各自的免疫阳性细胞数量(p<0.01)。结论本研究成功建立了大鼠CRPS-Ⅰ模型(即CPIP模型),并通过RNA-Seq及随后的生信数据分析发现炎症和神经免疫反应是CPIP模型大鼠脊髓背角的主要生物学过程。NLRP3炎性小体在介导CPIP模型大鼠机械痛超敏反应中发挥了重要作用,药理学阻断NLRP3的激活后可改善CPIP模型大鼠机械痛超敏反应。电针可有效缓解CPIP模型大鼠机械痛超敏症状并抑制CPIP模型大鼠脊髓背角NLRP3炎性小体通路激活,这一作用可能进一步抑制脊髓背角中胶质细胞过度活化,从而降低中枢敏化作用,发挥对CRPS-Ⅰ大鼠模型的镇痛作用。上述结果提示电针可以作为临床治疗CRPS-Ⅰ疼痛的一种潜在治疗方法。