TRESK双孔域钾通道对大鼠骨癌诱导的自发性疼痛和诱发性皮肤痛的贡献

Contribution of TRESK two-pore domain potassium channel to bone cancer-induced spontaneous pain and evoked cutaneous pain in rats.

作者信息Jiang-Ping Liu, Hong-Bo Jing, Ke Xi, Zi-Xian Zhang, Zi-Run Jin, Si-Qing Cai, Yue Tian, Jie Cai, Guo-Gang Xing
PMID34102915
期刊Mol Pain
发布时间2021-01-17
DOI10.1177/17448069211023230

实验完整度

包含免疫荧光分布分析、骨癌模型建立、行为学评估、TRESK过表达和敲低的功能验证及机制探讨,多个独立证据层级。

主要模型

骨癌痛大鼠模型(MRMT-1细胞胫骨内注射) 大鼠DRG神经元 大鼠胫骨骨膜和足底皮肤组织

重点核对

TRESK在CGRP+和IB4+神经纤维及DRG神经元中的分布 骨癌大鼠中TRESK表达减少的验证 LV-TRESK过表达对自发性疼痛和诱发性疼痛的影响 TRESK siRNA敲低对自发性疼痛和诱发性疼痛的影响

摘要

癌症相关疼痛是令人衰弱的。然而,癌症诱导的自发性疼痛和诱发性疼痛的机制仍不清楚。在此,我们使用行为测试结合免疫荧光染色、TRESK的过表达和敲低方法,发现TRESK钾通道在大鼠后爪皮肤的CGRP+和IB4+神经纤维上广泛分布,在胫骨骨膜(缺乏IB4+纤维支配)的CGRP+神经纤维上,以及在大鼠的CGRP+和IB4+背根神经节(DRG)神经元上。此外,我们发现骨癌大鼠后爪皮肤、胫骨骨膜和DRG神经元内相应神经纤维中TRESK的表达减少。DRG神经元中TRESK的过表达减轻了荷瘤大鼠癌症诱导的自发性疼痛(部分反映骨骼痛)和诱发性疼痛(反映皮肤痛),其中诱发性疼痛的缓解在时间上晚于自发性疼痛。相反,DRG神经元中TRESK的敲低在幼稚大鼠中同时产生了自发性疼痛和诱发性疼痛。这些结果表明,TRESK在骨膜和皮肤中的差异分布和表达减少(这归因于胫骨骨膜内缺乏IB4+纤维支配),可能有助于骨癌大鼠癌症诱导的自发性疼痛和诱发性疼痛的行为差异。因此,在动物模型中评估某些新型镇痛药的效果时,应同时进行自发性疼痛和诱发性疼痛的评估。此外,这项研究为外周TRESK在癌症诱导的自发性疼痛和诱发性皮肤痛中的作用提供了坚实的证据。

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
TRESK钾通道在骨癌诱导的自发性疼痛和诱发性皮肤痛中的差异作用及其机制是什么?
核心机制
TRESK在骨膜和皮肤中的差异分布(因骨膜缺乏IB4+纤维支配)及其在骨癌中表达减少,可能介导自发性疼痛和诱发性疼痛的行为分离。
主要证据
免疫荧光显示TRESK在骨膜CGRP+纤维和皮肤CGRP+/IB4+纤维分布;骨癌大鼠中TRESK表达减少;DRG过表达TRESK减轻两种疼痛且诱发性疼痛缓解延迟;敲低TRESK诱导两种疼痛。
研究意义
研究为外周TRESK在癌症诱导的自发性疼痛和诱发性皮肤痛中的作用提供了证据,并强调评估镇痛药效应时应同时评估两种疼痛。

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

骨癌痛模型建立

建立大鼠骨癌痛模型以模拟临床骨癌痛状态。

通过向大鼠胫骨骨髓腔注射MRMT-1乳腺癌细胞建立骨癌痛模型,对照组注射PBS。

2

TRESK分布与表达分析

检测TRESK在骨膜、皮肤及DRG神经元中的分布及骨癌下的表达变化。

通过免疫荧光染色检测TRESK与CGRP/IB4共定位,RT-qPCR和Western blot检测DRG中TRESK mRNA和蛋白水平。

3

TRESK过表达功能验证

验证DRG中TRESK过表达对骨癌痛行为的影响。

鞘内注射表达TRESK的慢病毒(LV-TRESK),通过免疫荧光和Western blot验证过表达效率,并进行行为学测试。

4

TRESK敲低功能验证

验证DRG中TRESK敲低对幼稚大鼠疼痛行为的影响。

鞘内注射TRESK siRNA敲低DRG中的TRESK,通过RT-qPCR和Western blot验证敲低效率,并进行行为学测试。

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
MRMT-1乳腺癌细胞----
von Frey纤维丝Stoelting--
抗TRESK抗体Alomone LabsAPC-122
抗CGRP抗体Abcam--
IB4-FITCSigma-Aldrich--
抗β-actin抗体Santa Cruz Biotechnology--
HEK293细胞----

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
骨癌痛模型建立
MRMT-1细胞数量(4×10^4)、注射体积(4μl)、注射部位(胫骨)、麻醉方式(戊巴比妥钠50mg/kg i.p.)
阅读提示:Materials and methods - Animal model of bone cancer pain
免疫荧光染色
组织取材时间(术后第14天)、组织类型(胫骨骨膜、足底皮肤、L4/5 DRG)、抗体浓度(TRESK 1:200, CGRP 1:200, IB4-FITC 10μg/ml)
阅读提示:Materials and methods - Immunofluorescent staining, Figure legends 1-4
行为学测试
测试时间(基线、术后第7、14、18天)、测试方法(SFL, von Frey, radiant heat)、测试条件(适应时间、刺激强度)
阅读提示:Materials and methods - Behavioral studies, Assessment of spontaneous pain, Assessment of mechanical allodynia, Assessment of thermal hyperalgesia
TRESK过表达
LV-TRESK滴度(4×10^8 TU/ml)、注射体积(25μl)、注射时间(术后第7天)、验证方法(免疫荧光、Western blot)
阅读提示:Materials and methods - Lentivirus infection, Results - Overexpression of TRESK
TRESK敲低
siRNA序列(siRNA3)、剂量(2μg/10μl)、给药方案(每天一次,连续2天)、验证方法(RT-qPCR, Western blot)
阅读提示:Materials and methods - Lentivirus infection and siRNA injection, Results - Knockdown of TRESK