脊髓5-HT2A受体参与电针抑制慢性疼痛

Spinal 5-HT2A receptor is involved in electroacupuncture inhibition of chronic pain.

作者信息Xiao-Cui Yuan, Yu-Ying Wang, Li-Xia Tian, Xiang-Ji Yan, Yi-Xiao Guo, Yu-Long Zhao, Sani S Baba, Hong Jia, Hui-Sheng Wang, Man Li, Fu-Quan Huo
PMID35240891
期刊Mol Pain
发布时间2022-01-18
DOI10.1177/17448069221087583

实验完整度

研究包含体内动物模型、行为学测试、分子表达检测和药理学干预,验证了5-HT2A受体、GABAA受体及KCC2在电针镇痛中的作用,并涉及下游通路机制,因此属于高完整度。

主要模型

膝骨关节炎小鼠模型(MIA诱导) C57BL/6J小鼠

重点核对

EA频率2 Hz、强度1 mA、每次30分钟 EA治疗起始时间(MIA注射后2或18天)及频率(隔天一次,共4周) 鞘内给药剂量:Ketanserin 10 μg,DOI 10 μg,Bicuculline 0.1 μg,U73122 5 nmol,Chelerythrine 1 nmol 鞘内给药在EA前30分钟进行 行为学测试使用von Frey filaments测量机械缩足阈值

摘要

膝骨关节炎是一种高度流行的慢性关节疾病,它是可发展为慢性疼痛的典型疾病。我们先前的研究已证明内源性大麻素(2-AG)-CB1R-GABA-5-HT通路参与电针介导的慢性疼痛抑制。然而,在脊髓背角中,电针诱发的5-HT介导的慢性疼痛抑制涉及哪种5-HT受体亚型仍不清楚。5-HT2A是一种G蛋白偶联受体,参与5-HT下行疼痛调节系统。我们发现2 Hz +1 mA频率的电针治疗显著增加了脊髓背角中5-HT2A受体的表达,且鞘内注射5-HT2A受体拮抗剂或激动剂分别逆转或模拟了电针的镇痛效果。鞘内注射选择性GABAA受体拮抗剂Bicuculline也逆转了电针对疼痛超敏的作用。此外,电针治疗逆转了KOA小鼠脊髓背角中GABAA受体和KCC2表达的降低。进一步地,我们证明了鞘内5-HT2A受体拮抗剂/激动剂分别逆转或模拟了电针上调KCC2表达的效果。类似地,鞘内注射PLC和PKC抑制剂阻止了电针治疗的抗异常性疼痛作用及KCC2表达的上调。我们的数据表明,电针治疗通过激活5-HT2A-Gq-PLC-PKC通路上调KCC2表达,并增强GABAA受体的抑制功能,从而在KOA小鼠模型中抑制慢性疼痛。

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
电针抑制慢性疼痛是否通过脊髓5-HT2A受体及其下游通路实现?
核心机制
电针上调脊髓背角5-HT2A受体表达,激活5-HT2A-Gq-PLC-PKC通路,上调KCC2表达,增强GABAA受体抑制功能,从而抑制慢性疼痛。
主要证据
在KOA小鼠模型中,EA增加5-HT2A受体和KCC2表达;鞘内5-HT2A受体拮抗剂逆转EA镇痛和KCC2上调,激动剂模拟EA效应;PLC和PKC抑制剂阻断EA的镇痛和KCC2上调作用。
研究意义
揭示电针通过激活5-HT2A受体通路减轻KOA慢性疼痛的新机制,为电针镇痛提供新的见解。

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

建立KOA小鼠模型及分组

诱导膝骨关节炎慢性疼痛模型,为后续实验提供基础。

通过关节内注射单碘乙酸(MIA)诱导KOA,对照组注射无菌生理盐水。

2

电针或假电针治疗

观察电针对慢性疼痛的缓解作用及对相关蛋白表达的影响。

对KOA小鼠进行电针刺激,频率2 Hz,电流1 mA,每次30分钟,隔天一次,共4周;假电针组仅插入针不给予电刺激。

3

行为学测试:机械性异常性疼痛评估

评估电针及药物干预对疼痛阈值的影响。

使用von Frey filaments测量小鼠左后爪的机械缩足阈值,采用“up-down”方法。

4

分子表达检测:Western blot和qPCR

检测脊髓背角中5-HT2A受体、GABAA受体和KCC2的蛋白及mRNA表达水平。

在MIA或vehicle注射后4周取出脊髓背角组织,进行Western blot和qPCR分析。

5

鞘内注射药物干预

验证5-HT2A受体、GABAA受体及下游信号通路在电针镇痛中的作用。

在电针前30分钟鞘内注射5-HT2A受体拮抗剂Ketanserin或激动剂DOI、GABAA受体拮抗剂Bicuculline、PLC抑制剂U73122或PKC抑制剂Chelerythrine,观察对镇痛效应和蛋白表达的影响。

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
韩氏穴位神经刺激仪Huawei Co., Ltd.LH202
von Frey纤维丝Stoelting--
RNAeasyTM动物RNA提取试剂盒(带离心柱)Beyotime Biotechnology--
ReverTra Ace-a-TM逆转录酶Toyobo--
SYBR荧光定量PCR预混液Takara--
CFX96实时荧光定量PCR仪Bio-Rad--
RIPA裂解缓冲液Beyotime Biotechnology--
BCA蛋白定量试剂盒Pioneer Biotechnology--
抗5-HT2A抗体Bioss--
抗GABAA受体抗体Santa Cruz--
抗KCC2抗体Abcam--
抗β-肌动蛋白抗体Proteintech--
辣根过氧化物酶偶联的二抗Merck Milipore--
ECL Plus Western blot检测试剂Merck Milipore--
白屈菜红碱(1,2-二甲氧基-12-甲基-[1,3]苯并二氧杂环[5,6-c]菲啶-12-鎓)RBI/Sigma--

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
动物模型建立
小鼠品系、性别、周龄、MIA剂量和注射体积
阅读提示:Materials and methods: Animals, Induction of knee osteoarthritis
电针治疗
电针频率、强度、持续时间、穴位、治疗频率和总时长
阅读提示:Materials and methods: EA treatment
行为学测试
测试时间点、适应时间、von Frey filament规格和测试方法
阅读提示:Materials and methods: Mechanical paw withdrawal threshold measurement
分子表达检测
组织收集时间、蛋白提取方法、抗体稀释比例、内参基因
阅读提示:Materials and methods: Western blotting, Quantitative polymerase chain reaction
药物注射
药物剂量、注射体积、注射时间点、溶剂和给药方式
阅读提示:Materials and methods: Drug dosing and administration