降钙素基因相关肽在天然大鼠和炎症痛大鼠前扣带皮层伤害性调节中的作用

Role of Calcitonin Gene-Related Peptide in Nociceptive Modulationin Anterior Cingulate Cortex of Naïve Rats and Rats With Inflammatory Pain.

作者信息Ke-Sai Hou, Lin-Lin Wang, Hong-Bo Wang, Feng-Hua Fu, Long-Chuan Yu
PMID32670060
发布时间2020-06-26
DOI10.3389/fphar.2020.00928

实验完整度

高

包含体内行为学(热板实验)、药理学(CGRP8-37拮抗)、分子生物学(RT-PCR、Western blot)及基因干扰(siRNA)多个独立证据层级,并进行了功能验证。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠(雄性,6-7周龄) 角叉菜胶诱导的炎症痛大鼠模型

重点核对

大鼠品系:Sprague-Dawley,雄性,6~7周龄,体重200~230g CGRP给药剂量:0.1、0.5、1 nmol,ACC内注射 CGRP8-37给药剂量:0.1、0.5、1 nmol,ACC内注射 炎症模型:左后爪足底注射0.1 ml 2%角叉菜胶 siRNA序列:CLR siRNA 5′-ATGCAGGATCCCATTCAACAA-3′

摘要

已知降钙素基因相关肽(CGRP)在脑内的疼痛调节中起关键作用。前扣带皮层(ACC)是疼痛调节的重要脑区,其中CGRP和CGRP受体高表达。本研究探讨了CGRP和CGRP受体在天然大鼠和炎症痛大鼠ACC伤害性调节中的作用及机制。在ACC中给予不同剂量的CGRP在天然大鼠和炎症痛大鼠中均以剂量依赖性方式诱导显著的抗伤害效应。CGRP诱导的抗伤害效应被在ACC中注射CGRP受体拮抗剂CGRP8-37所减弱。有趣的是,与天然大鼠相比,炎症痛大鼠ACC中CGRP诱导的抗伤害效应和CGRP受体表达均降低。通过靶向CGRP受体的siRNA敲低ACC中的CGRP受体,显著减弱了CGRP受体表达和CGRP诱导的抗伤害效应。这些发现表明,CGRP和CGRP受体参与大鼠ACC的伤害性调节,抑制CGRP受体表达可导致ACC中CGRP诱导的抗伤害效应降低。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CGRP及其受体在大鼠前扣带皮层(ACC)中是否参与伤害性调节,以及在炎症痛状态下其作用和受体表达如何变化?
核心机制
CGRP通过激活ACC中的CGRP受体(主要成分为CLR)介导抗伤害效应;炎症痛导致ACC中CGRP受体表达下调,从而减弱CGRP诱导的抗伤害效应。
主要证据
行为学实验显示ACC内注射CGRP剂量依赖性延长缩爪潜伏期,CGRP8-37可减弱该效应;RT-PCR和Western blot显示炎症痛大鼠ACC中CLR mRNA和蛋白水平降低;siRNA敲低CLR表达后CGRP诱导的抗伤害效应显著减弱。
研究意义
研究表明CGRP和CGRP受体在ACC伤害性调节中发挥重要作用,为理解炎症痛的中枢机制提供依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

CGRP在ACC中的抗伤害效应验证

验证ACC内注射CGRP是否产生抗伤害效应及其剂量依赖性。

天然大鼠分为四组,分别接受ACC内注射生理盐水或0.1、0.5、1 nmol CGRP,采用热板实验测量缩爪潜伏期。

2

CGRP受体拮抗剂验证

验证CGRP受体是否介导CGRP诱导的抗伤害效应。

天然大鼠接受ACC内注射1 nmol CGRP后5分钟,再注射不同剂量CGRP8-37或生理盐水,测量缩爪潜伏期。

3

炎症痛模型建立及CGRP效应验证

建立炎症痛模型并验证CGRP在ACC中的抗伤害效应。

大鼠左后爪注射角叉菜胶建立炎症痛模型,3-4小时后进行ACC内注射CGRP或CGRP+CGRP8-37,测量缩爪潜伏期。

4

炎症痛对CGRP受体表达的影响

检测炎症痛是否影响ACC中CGRP受体(CLR)的表达。

分别提取天然大鼠和炎症痛大鼠ACC组织,采用RT-PCR和Western blot检测CLR mRNA和蛋白水平。

5

siRNA敲低CLR对受体表达及CGRP效应的影响

验证敲低CLR是否降低CGRP受体表达及减弱CGRP诱导的抗伤害效应。

ACC内注射siRNA靶向CLR或对照siRNA,3天后检测CLR表达及CGRP诱导的抗伤害效应。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
YLS-6B智能热板仪Jinan Yiyan Science & Technology Development Co., Ltd.--
脑立体定位仪Stoelting Factory--
角叉菜胶Sigma--
降钙素基因相关肽Tocris--
CGRP8-37Tocris--
GV493质粒Genechem--
SPARKeasy改良组织RNA提取试剂盒SparkJade--
SPARKscript第一链cDNA合成试剂盒SparkJade--
StepOnePlus™实时荧光定量PCR系统Applied Biosystems--
2×SYBR Green qPCR预混液SparkJade--
RIPA裂解液Beyotime Institute of Biotechnology--
增强型BCA蛋白定量试剂盒Beyotime Institute of Biotechnology--
PVDF膜Millipore--
兔抗CLR多克隆抗体Biossbs-1860R
β-actin抗体Beyotime Institute of BiotechnologyAA128
HRP标记的山羊抗兔二抗Beyotime Institute of BiotechnologyA0208
HRP标记的山羊抗大鼠二抗Beyotime Institute of BiotechnologyA0216
增强化学发光试剂Beyotime Institute of Biotechnology--
ImageQuant LAS 4000成像系统GE Healthcare Bio-Sciences AB--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物准备
大鼠品系、性别、年龄、体重、饲养条件
阅读提示:Methods: Experimental Animals
ACC插管
坐标、插管尺寸、注射体积、注射速率
阅读提示:Methods: Plant Cannula and Micro-Injection in ACC
CGRP给药
剂量、溶剂、注射体积、注射速率、时间点
阅读提示:Methods: Plant Cannula and Micro-Injection in ACC
CGRP8-37拮抗
剂量、注射时间间隔
阅读提示:Results: CGRP Induced Antinociception in ACC in Naïve Rats
炎症痛模型
角叉菜胶浓度、注射体积、注射部位、行为测量时间
阅读提示:Methods: Inflammatory Pain Model
siRNA敲低
siRNA序列、注射体积、双侧注射、病毒滴度、敲低验证时间
阅读提示:Methods: Lentiviral Transduction and Stereotactic Microinjection
基因表达检测
组织取材部位、样本量、引物序列、PCR条件、抗体稀释度
阅读提示:Methods: Quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) and Western Blotting