条件性敲除PARP1抑制神经细胞铁死亡缓解周围神经病理性疼痛

研究背景神经病理性疼痛(Neuropathic pain,NP)是一系列因躯体感觉神经系统受到损害而引起感觉异常和疼痛的疾病。受损的部位发生在周围神经系统则称为周围神经病理性疼痛(Peripheral neuropathic pain,PNP)。PNP因病因多样及多种社会、环境因素近年来发病率越来越高。目前对于PNP的治疗多为对症治疗,因此研究其病因并加以干预将会成为疼痛治疗的热点。聚ADP核糖聚合酶1(Poly-ADP-ribose-polymerase-l,PARP1)在细胞应激当中发挥重要作用,其过量表达会导致细胞受损,而在一些单病因PNP的动物模型当中抑制PARP1的表达对改善疼痛有良好表现。近期的一些研究发现在PNP动物模型中存在铁死亡现象,通过抑制铁死亡可以对相关疼痛症状有明显的改善。慢性压迫损伤模型(Chronic constriction injury,CCI/Bennett model),是一种国际上广泛且成熟的模拟PNP症状的动物模型,适用于多种因素导致的神经病理性疼痛的研究。研究目的建立神经系统条件性敲除PARP1基因小鼠—PARP1Nes/Nes鼠,并验证PARP1Nes/Nes鼠不同组织当中PARP1的表达情况。建立小鼠CCI模型,对比CCI造模后PARP1Nes/Nes鼠和PARP1flox/flox鼠之间行为学测试结果是否存在差异,条件性敲除PARP1是否能改善CCI术后机械痛、热痛阈降低现象。验证小鼠CCI造模后背根神经节(Dorsal root ganglia,DRG)组织当中是否出现PARP1及其产物——多聚ADP核糖(poly-ADP-ribose,PAR)表达增高甚至过度表达的现象。检测CCI模型中DRG组织铁死亡相关指标的水平,以此探究通过干预PARP1在CCI模型当中的表达是否能对DRG组织内铁死亡水平有影响。研究方法通过Nestin-Cre/loxP系统建立神经系统条件性敲除PARP1基因的小鼠——PARP1Nes/Nes鼠www.selleck.cn/products/carfilzomib-pr-171,并且通过基因鉴定技术筛选出正常表达PARP1的PARP1flox/flos(conrtrol)鼠和神经系统条件性敲除PARP1的PARP1Nes/Nes小鼠。使用Von-Frey纤维CL 318952配制丝和红外热源发射仪对CCI术后小鼠及Sham组进行行为学测试,记录小鼠的机械性刺激缩爪反应阈值(paw withdrawal threshold,PWT)和热性刺激缩爪潜伏期(paw withdrawal latency,PWL)。通过 WesternBlot、免疫荧光技术检测小鼠DRG组织相关蛋白表达情况及铁死亡水平。研究结果1.建立PARP1Nes/Nes小鼠,并且稳定纯合繁殖。2.经过Western Blot技术验证PARP1Nes/Nes鼠神经系统组织中PARP1表达明显降低,其余组织表达与野生型WT小鼠无差异。3.行为学测试结果显示CCI造模后小鼠PWT和PWL降低,CCI造模的PARP1Nes/Nes鼠的PWT、PWL 比普通CCI造模的小鼠降低程度小,降低后恢复较快。4.Western Blot、免疫荧光检CNS infection测各组小鼠DRG组织,CCI造模后DRG组织内PARP1及PAR过表达,PARPINes/Nes鼠升高不明显;CCI造模后DRG组织的铁死亡相关指标升高,CCI造模后PARP1Nes/Nes鼠较普通CCI造模小鼠的DRG内铁死亡水平上升程度小。研究结论1.PARP1Nes/Nes鼠神经系统条件性敲除了神经元当中的PARP1基因,导致其神经组织中PARP1表达显著降低,并且不影响神经系统以外的组织内PARP1的正常表达。2.条件性敲除小鼠神经系统中PARP1基因,导致小鼠神经组织PARP1表达抑制,可以缓解CCI术后机械、热痛阈降低现象。3.小鼠CCI造模之后DRG组织当中PARP1及其产物——PAR过量表达,而PARP1Nes/Nes鼠能够有效抑制这种现象。小鼠CCI造模之后DRG组织中铁死亡水平上升,条件性敲除PARP1能改善这一现象。4.通过抑制神经组织PARP1表达可以降低CCI造模小鼠DRG组织中铁死亡上升水平,从而改善CCI术后机械、热痛阈降低现象。