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在疼痛研究领域,内源性大麻素系统对疼痛调节机制尚不明晰。为探究 20:4-NAPE 的镇痛潜力,研究人员开展其对背根神经节(DRG)神经元兴奋性影响的研究。结果发现 20:4-NAPE 有浓度依赖性的促痛和镇痛作用,这为开发镇痛策略提供新方向。
在疼痛的世界里,一直隐藏着许多尚未解开的谜题。自 1992 年发现第一种内源性大麻素花生四烯酸乙醇胺(AEA)以来,人们虽知道它在疼痛等多种生理病理状态中起着关键作用,但 30 多年过去了,AEA 介导镇痛的机制却依旧模糊不清。基于 AEA 开发的相关药物在临床试验中屡屡失败,这让科研人员意识到,必须深入了解 AEA 的作用机制,以及动物实验结果与人体生理之间的差异 。在此背景下,将目光聚焦于 AEA 的前体 20:4-NAPE(N - 花生四烯酰磷脂酰乙醇胺),或许能为镇痛研究开辟新的道路。
来自捷克科学院生理学研究所(Laboratory of Pain Research, Institute of Physiology of the Czech Academy of Sciences)的研究人员,为了探究不同浓度 20:4-NAPE 在体内的镇痛潜力,以及它在体外对 DRG 神经元兴奋性的调节作用,开展了一系列研究。他们发现 20:4-NAPE 对疼痛敏感性有着浓度依赖性的双向调节作用,低浓度时可引发机械性痛觉减退,高浓度则导致机械性异常性疼痛。这一发现为疼痛治疗提供了新的潜在靶点,对开发更有效的镇痛策略具有重要意义。相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在动物实验方面,通过鞘内注射不同浓度的 20:4-NAPE,利用电子 von Frey 测试评估大鼠的机械敏感性,以此来探究 20:4-NAPE 在体内的作用。在细胞实验方面,分离成年雄性 Wistar 大鼠的 DRG 细胞进行培养,运用钙成像技术,通过检测 K+诱发的 Ca2+瞬变,来研究 20:4-NAPE 对 DRG 神经元兴奋性的影响 。同时,使用各种受体拮抗剂和酶抑制剂,来确定相关信号通路和作用机制。
20:4-NAPE 在体内诱导机械性镇痛和异常性疼痛
研究人员给大鼠鞘内注射不同浓度的 20:4-NAPE 后进行行为学测试。结果显示,低浓度的 20:4-NAPE(0.2 μM 和 2 μM)对大鼠的爪 withdrawal 阈值(PWT)没有影响;20 μM 的 20:4-NAPE 则显著提高了 PWT,表现出镇痛效果;而 200 μM 的 20:4-NAPE 却降低了 PWT,引发了机械性异常性疼痛。并且,使用 NAPE-PLD 抑制剂 LEI-401 预处理后,能阻断 20:4-NAPE 的这些作用,表明 20:4-NAPE 在体内的作用依赖于 NAPE-PLD 的活性。
20:4-NAPE 对 DRG 神经元兴奋性的浓度依赖性影响
在体外实验中,研究人员用高浓度 KCl 反复刺激 DRG 神经元,测量细胞内 Ca2+浓度变化。结果发现,低浓度的 20:4-NAPE(10 nM、100 nM 和 1 μM)能显著抑制 K+诱发的 Ca2+瞬变,降低 DRG 神经元的兴奋性;而高浓度的 10 μM 20:4-NAPE 则增强了 K+诱发的反应,提高了神经元的兴奋性。
花生四烯酸乙醇胺(AEA)对 DRG 神经元兴奋性的浓度依赖性影响
类似地,研究人员测试了不同浓度 AEA 对 DRG 神经元兴奋性的影响。低浓度的 AEA(1 nM 和 10 nM)能抑制 K+诱发的神经元兴奋,其中 10 nM AEA 的抑制作用最强;100 nM AEA 对神经元兴奋性没有影响;高浓度的 10 μM AEA 则能直接激发 DRG 神经元。
阻断 NAPE-PLD 可阻止 20:4-NAPE 诱导的抑制 / 兴奋,但不影响 AEA 的作用
实验表明,NAPE-PLD 抑制剂 LEI-401 能阻止 20:4-NAPE 诱导的对 DRG 神经元兴奋性的抑制和兴奋作用,但对 10 nM AEA 的抑制作用没有影响,反而增强了其抑制效果。这说明 20:4-NAPE 对 DRG 神经元兴奋性的调节作用很可能是通过 NAPE-PLD 产生 AEA 来介导的。
CB1和 TRPV1 受体介导 20:4-NAPE 和 AEA 的作用机制
研究人员使用 CB1受体拮抗剂 PF514273 和 TRPV1 受体拮抗剂 SB366791 进行实验。结果显示,CB1受体的激活介导了 20:4-NAPE 和 AEA 的抑制作用,而 TRPV1 受体的激活介导了 20:4-NAPE 的兴奋作用。高浓度的 10 μM AEA 诱导 DRG 神经元产生 Ca2+瞬变是通过激活 TRPV1 受体,而非 CB1受体。
综上所述,该研究首次在体内评估了鞘内注射 20:4-NAPE 的镇痛效果,揭示了其对 DRG 神经元兴奋性的浓度依赖性调节作用,明确了 CB1和 TRPV1 受体在其中的介导机制。这不仅加深了人们对内源性大麻素系统在疼痛传递调节中复杂性的理解,还为将 20:4-NAPE 开发为潜在的治疗靶点、设计新的镇痛策略提供了重要的理论依据,在疼痛治疗领域具有广阔的应用前景。