脊髓小胶质细胞膜上的糖皮质激素受体通过刺激强啡肽A的表达来调节抗过敏反应

《European Journal of Pharmacology》：Spinal microglial membrane glucocorticoid receptors regulate anti-hypersensitivity by stimulating dynorphin A expression

糖皮质激素受体（GR）激活通过微胶质释放dynorphin A抑制谷氨酸能传递发挥镇痛作用，分子对接和免疫荧光证实膜定位GR在镇痛中起关键作用，而核定位GR不参与此过程。

　　本研究围绕糖皮质激素受体（GR）在疼痛调节中的作用展开，探讨了其在脊髓中的表达方式及对神经活动的影响。通过一系列实验手段，包括行为评估、全细胞记录、免疫荧光染色和定量PCR，研究者发现GR的激活与抗痛效应之间存在密切联系。特别是，DEX（地塞米松）和DEX-BSA（与牛血清白蛋白结合的地塞米松）在脊髓中表现出时间依赖性的抗超敏反应效果，并调节了脊髓的功能连接。DEX和DEX-BSA在剂量依赖性的基础上显著降低了小鼠神经元活动中的微型兴奋性突触后电流（mEPSCs）频率，这一效应可通过药物抑制GR、dynorphin A（内源性阿片样物质）、kappa-阿片受体（KORs）和小胶质细胞来逆转。此外，PPD（原朝鲜皂苷）作为一种与DEX结构相似的化合物，也表现出类似的抑制mEPSCs效果，但对微型抑制性突触后电流（mIPSCs）的频率和振幅没有明显影响。分子对接分析进一步表明DEX和PPD能够有效结合GR，而GR在脊髓中的主要定位与核标志物DAPI（4',6-二脒基-2-苯基吲哚）重叠。值得注意的是，散在的GR，尤其是在胶质区（substantia gelatinosa）中，与小胶质细胞存在共定位现象。这些发现表明，GR的激活可能在某些情况下独立于核内的基因转录过程，而通过膜表面的信号传导机制发挥抗痛作用。

在神经痛模型中，DEX和DEX-BSA均表现出剂量依赖性的抑制神经损伤诱导的神经元活动和谷氨酸能传递的效果。研究还发现，通过抑制GR、dynorphin A抗体、KORs以及小胶质细胞，可以逆转DEX和DEX-BSA对mEPSCs的抑制作用。这表明，GR的激活可能通过促进dynorphin A的释放，进而激活KORs，从而实现对谷氨酸能传递的抑制。此外，研究发现DEX、DEX-BSA和PPD在剂量依赖性基础上，通过刺激小胶质细胞的dynorphin A信号传导，显著抑制了谷氨酸能传递，这可能是其发挥抗痛作用的重要机制。通过功能性超声（FUS）成像技术，研究者进一步验证了DEX和DEX-BSA在脊髓中对机械性痛觉过敏的显著抑制效果，并观察到了其对功能连接的改变。这些结果支持了GR在小胶质细胞膜上的分布及其在疼痛调节中的关键作用。

研究还指出，传统的GR研究主要关注其通过核内基因转录机制发挥的抗炎和免疫抑制作用，而近期的发现表明，GR可能具有独特的非基因组特性。这些特性可能与GR在特定组织中的分布及其在细胞膜上的表达有关，能够快速调节神经元活动。例如，DEX的注射能够在短时间内通过膜靶向的[35S]GTPγS结合，实现剂量依赖性的信号传导，而这一过程并不依赖于基因转录。这说明GR的激活可能在某些情况下通过膜表面的G蛋白偶联机制，迅速影响神经元的功能。这种快速的调节机制可能包括对离子通道的调控，从而实现对神经元兴奋性的抑制。此外，GR的激活还可能通过调控信号通路如丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（SRC）、蛋白激酶A（PKA）、蛋白激酶C（PKC）以及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等，影响神经元的活动和功能。

研究还发现，DEX-BSA尽管具有较大的分子量，无法穿透细胞膜，但其通过激活小胶质细胞膜上的GR，仍能发挥显著的抗痛效果。这一现象表明，GR在脊髓中的分布可能与其功能密切相关，尤其是在小胶质细胞中，GR的激活可能与神经保护作用直接相关。而核内的GR可能在某些情况下并不参与这一过程。此外，研究还发现，在体外实验中，通过perfusing（灌注）dynorphin A，能够显著抑制电压门控钙电流和谷氨酸能输入的前突触抑制作用。这进一步支持了dynorphin A在疼痛信号传导中的关键作用，以及其与GR之间的相互作用。因此，GR的激活可能通过促进dynorphin A的释放，进而影响KORs的激活，从而实现对谷氨酸能传递的抑制。

研究还提到，PPD作为一种与DEX结构相似的化合物，能够表现出类似的抗痛效果，这可能与其能够有效结合GR并激活小胶质细胞的dynorphin A信号传导有关。然而，PPD对mIPSCs的频率和振幅没有显著影响，这表明其作用可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上，而非抑制性突触传递。这为理解GR在不同神经活动中的作用提供了新的视角。此外，研究还发现，在神经痛模型中，通过抑制GR、dynorphin A抗体、KORs以及小胶质细胞，可以显著逆转DEX和DEX-BSA对mEPSCs的抑制效果，这表明这些受体在疼痛调节中可能具有协同作用。

研究还指出，小胶质细胞的异常激活可能导致其吞噬突触成分蛋白，进而导致突触修剪和痛觉过敏的加剧。然而，某些特定的小胶质细胞受体可能通过抑制炎症因子的释放，发挥神经保护作用，减轻突触损伤。研究进一步发现，通过抑制GR、dynorphin A抗体、KORs以及小胶质细胞，可以显著逆转DEX和DEX-BSA对mEPSCs的抑制效果，这表明这些受体在疼痛调节中可能具有协同作用。此外，研究还发现，在体外实验中，dynorphin A的灌注能够显著抑制电压门控钙电流和谷氨酸能输入的前突触抑制作用，这进一步支持了dynorphin A在疼痛信号传导中的关键作用。

研究还提到，PPD在结构上与DEX相似，因此可能具有类似的作用机制。然而，PPD对mIPSCs的频率和振幅没有显著影响，这表明其作用可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上，而非抑制性突触传递。这为理解GR在不同神经活动中的作用提供了新的视角。此外，研究还发现，在神经痛模型中，通过抑制GR、dynorphin A抗体、KORs以及小胶质细胞，可以显著逆转DEX和DEX-BSA对mEPSCs的抑制效果，这表明这些受体在疼痛调节中可能具有协同作用。研究还指出，DEX和DEX-BSA在脊髓中的表达可能与神经痛的形成和缓解密切相关，而PPD可能作为一种潜在的替代药物，具有类似的抗痛效果。

研究还发现，DEX和DEX-BSA在脊髓中能够显著抑制神经损伤诱导的神经元活动和谷氨酸能传递，这可能与其通过激活小胶质细胞的GR，进而促进dynorphin A的释放有关。这一过程可能通过激活KORs，从而实现对谷氨酸能传递的抑制。此外，研究还指出，PPD在结构上与DEX相似，因此可能具有类似的抗痛效果，但其对mIPSCs的影响较小，这表明其作用机制可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上。这些发现为理解GR在不同神经活动中的作用提供了新的视角，并可能为开发新的抗痛药物提供理论依据。

在研究方法方面，实验动物的选取和处理均遵循严格的伦理规范，所有手术和实验操作均经过上海交通大学动物护理委员会的批准，并符合国家卫生研究院（NIH）的指南。实验使用了Wistar大鼠，这些大鼠被饲养在标准条件下，包括适宜的温度、湿度和光照周期。此外，研究还采用了多种实验手段，包括行为评估、全细胞记录、免疫荧光染色、定量PCR和功能性超声成像等，以全面评估GR的激活对神经活动和疼痛调节的影响。这些实验手段能够提供多维度的数据，从而更准确地揭示GR在不同条件下的功能特性。

研究还发现，DEX和DEX-BSA在脊髓中的表达可能与疼痛调节密切相关，而PPD作为一种结构相似的化合物，可能具有类似的抗痛效果。然而，PPD对mIPSCs的影响较小，这表明其作用机制可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上。此外，研究还指出，GR的激活可能通过多种途径影响神经元活动，包括对离子通道的调控、对信号通路的激活以及对突触可塑性的调节。这些发现为理解GR在疼痛调节中的复杂作用提供了新的视角，并可能为开发新的抗痛药物提供理论依据。

在讨论部分，研究者进一步分析了GR的激活在疼痛调节中的作用机制。他们发现，DEX和DEX-BSA在脊髓中的激活能够显著抑制神经损伤诱导的神经元活动和谷氨酸能传递，这可能与其通过激活小胶质细胞的GR，进而促进dynorphin A的释放有关。这一过程可能通过激活KORs，从而实现对谷氨酸能传递的抑制。此外，研究还指出，GR的激活可能通过多种途径影响神经元活动，包括对离子通道的调控、对信号通路的激活以及对突触可塑性的调节。这些发现为理解GR在疼痛调节中的复杂作用提供了新的视角，并可能为开发新的抗痛药物提供理论依据。

研究还提到，DEX-BSA虽然无法穿透细胞膜，但其通过激活小胶质细胞膜上的GR，仍能发挥显著的抗痛效果。这一现象表明，GR在脊髓中的分布可能与其功能密切相关，尤其是在小胶质细胞中，GR的激活可能与神经保护作用直接相关。而核内的GR可能在某些情况下并不参与这一过程。此外，研究还发现，在体外实验中，dynorphin A的灌注能够显著抑制电压门控钙电流和谷氨酸能输入的前突触抑制作用，这进一步支持了dynorphin A在疼痛信号传导中的关键作用。

研究还指出，PPD作为一种与DEX结构相似的化合物，能够表现出类似的抗痛效果，这可能与其能够有效结合GR并激活小胶质细胞的dynorphin A信号传导有关。然而，PPD对mIPSCs的频率和振幅没有显著影响，这表明其作用机制可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上。这些发现为理解GR在不同神经活动中的作用提供了新的视角，并可能为开发新的抗痛药物提供理论依据。

在实验数据方面，研究者通过多种实验手段获得了大量数据，并对这些数据进行了深入分析。例如，通过行为评估，研究者发现DEX和DEX-BSA在脊髓中能够显著抑制神经损伤诱导的神经元活动和谷氨酸能传递。此外，通过定量PCR，研究者还发现DEX和DEX-BSA能够显著上调小胶质细胞中dynorphin A的表达，从而实现对神经元的保护作用。这些结果表明，GR的激活可能通过促进dynorphin A的释放，进而影响KORs的激活，从而实现对谷氨酸能传递的抑制。

研究还提到，DEX和DEX-BSA在脊髓中的表达可能与疼痛调节密切相关，而PPD作为一种结构相似的化合物，可能具有类似的抗痛效果。然而，PPD对mIPSCs的影响较小，这表明其作用机制可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上。此外，研究还发现，在体外实验中，dynorphin A的灌注能够显著抑制电压门控钙电流和谷氨酸能输入的前突触抑制作用，这进一步支持了dynorphin A在疼痛信号传导中的关键作用。

在实验设计方面，研究者采用了多种方法来确保实验的准确性和可靠性。例如，通过双免疫染色，研究者确认了GR在小胶质细胞膜上的分布，这为理解GR在脊髓中的功能提供了重要依据。此外，通过功能性超声成像技术，研究者还观察到了DEX和DEX-BSA对脊髓功能连接的改变，这表明GR的激活可能通过多种途径影响神经活动。这些实验方法的综合应用，使得研究者能够从多个角度全面评估GR在疼痛调节中的作用。

研究还发现，DEX和DEX-BSA在脊髓中的表达可能与疼痛调节密切相关，而PPD作为一种结构相似的化合物，可能具有类似的抗痛效果。然而，PPD对mIPSCs的影响较小，这表明其作用机制可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上。此外，研究还指出，GR的激活可能通过多种途径影响神经元活动，包括对离子通道的调控、对信号通路的激活以及对突触可塑性的调节。这些发现为理解GR在不同神经活动中的作用提供了新的视角，并可能为开发新的抗痛药物提供理论依据。

研究还提到，DEX和DEX-BSA在脊髓中的表达可能与疼痛调节密切相关，而PPD作为一种结构相似的化合物，可能具有类似的抗痛效果。然而，PPD对mIPSCs的影响较小，这表明其作用机制可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上。此外，研究还发现，在体外实验中，dynorphin A的灌注能够显著抑制电压门控钙电流和谷氨酸能输入的前突触抑制作用，这进一步支持了dynorphin A在疼痛信号传导中的关键作用。因此，GR的激活可能通过促进dynorphin A的释放，进而影响KORs的激活，从而实现对谷氨酸能传递的抑制。

综上所述，本研究揭示了GR在脊髓中的表达方式及其在疼痛调节中的重要作用。DEX和DEX-BSA通过激活小胶质细胞膜上的GR，促进dynorphin A的释放，进而影响KORs的激活，从而实现对谷氨酸能传递的抑制。这一过程可能通过多种途径，包括对离子通道的调控、对信号通路的激活以及对突触可塑性的调节，影响神经元的活动和功能。此外，PPD作为一种结构相似的化合物，可能具有类似的抗痛效果，但其作用机制可能主要集中在兴奋性突触传递的调控上。这些发现不仅加深了对GR在疼痛调节中的理解，也为开发新的抗痛药物提供了理论依据。同时，研究还强调了GR在不同神经活动中的复杂作用，表明其可能在某些情况下独立于核内的基因转录过程，而通过膜表面的信号传导机制发挥抗痛作用。这些结果对于理解疼痛的分子机制具有重要意义，并可能为未来的临床治疗提供新的思路。