神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞第1頁(yè)/共26頁(yè)Ⅰ概述Ⅱ膠質(zhì)細(xì)胞Ⅲ膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)疼痛的調(diào)節(jié)Ⅳ膠質(zhì)細(xì)胞的激活Ⅴ膠質(zhì)細(xì)胞激活后是如何影響神經(jīng)元活性的Ⅵ膠質(zhì)細(xì)胞外的非神經(jīng)細(xì)胞對(duì)疼痛的作用Ⅶ膠質(zhì)細(xì)胞與嗎啡鎮(zhèn)痛耐受、成癮與戒斷的關(guān)系

第2頁(yè)/共26頁(yè)Ⅰ概述

原來(lái)，人們對(duì)膠質(zhì)細(xì)胞的認(rèn)識(shí)只是簡(jiǎn)單的為神經(jīng)元提供前體和能量，調(diào)節(jié)細(xì)胞外離子濃度，吞噬細(xì)胞碎屑等作用。

過(guò)去的十年里到現(xiàn)在，人們對(duì)膠質(zhì)細(xì)胞的新的認(rèn)識(shí)：膠質(zhì)細(xì)胞在發(fā)熱和調(diào)節(jié)睡眠，學(xué)習(xí)和記憶的中斷及神經(jīng)炎癥和神經(jīng)退行性疾病中有作用。

我們這里的重點(diǎn)是:最近才為人們所認(rèn)識(shí)的兩類膠質(zhì)細(xì)胞在疼痛易化和嗎啡鎮(zhèn)痛耐受方面的作用。第3頁(yè)/共26頁(yè)Ⅱ膠質(zhì)細(xì)胞

中樞神經(jīng)系統(tǒng)中一類為大膠質(zhì)細(xì)胞（星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞）另一類包括小膠質(zhì)細(xì)胞、室管膜細(xì)胞和脈絡(luò)叢上皮細(xì)胞周圍神經(jīng)系統(tǒng)主要有神經(jīng)膜細(xì)胞和衛(wèi)星細(xì)胞第4頁(yè)/共26頁(yè)Ⅱ

在體內(nèi)，星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞相互作用。它們釋放的物質(zhì)能夠協(xié)同作用并且一種細(xì)胞釋放的物質(zhì)能激活另一種細(xì)胞。關(guān)于協(xié)同作用，炎性細(xì)胞因子可以彼此協(xié)同，就像神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)節(jié)物質(zhì)互相協(xié)同那樣，這些神經(jīng)遞質(zhì)包括去甲腎上腺素，前列腺素E2（PGE2）和一氧化氮。關(guān)于兩類膠質(zhì)細(xì)胞間的交互作用：(a)星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放的物質(zhì)能夠激活小膠質(zhì)細(xì)胞，(b)小膠質(zhì)細(xì)胞釋放的物質(zhì)可以誘導(dǎo)星型膠質(zhì)細(xì)胞活化，特異性分子的表達(dá)，激活其成抗原遞呈細(xì)胞，并釋放谷氨酸，腫瘤壞死因子，白細(xì)胞介素-1和一氧化氮等物質(zhì)。這兩類細(xì)胞間的相互作用與目前疼痛相關(guān)的研究一致，都表明小膠質(zhì)細(xì)胞首先被激活，激活的小膠質(zhì)細(xì)胞誘導(dǎo)臨近的星形膠質(zhì)細(xì)胞活化，所以這兩類細(xì)胞都對(duì)疼痛發(fā)生時(shí)下游信號(hào)的變化有作用。小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞間的相互作用第5頁(yè)/共26頁(yè)Ⅲ膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)疼痛的調(diào)節(jié)概述膠質(zhì)細(xì)胞影響疼痛的機(jī)制第6頁(yè)/共26頁(yè)Ⅲ

原來(lái)我們認(rèn)為疼痛只與神經(jīng)元有關(guān)，與膠質(zhì)細(xì)胞無(wú)關(guān)。近來(lái)我們發(fā)現(xiàn)事實(shí)并不是那樣的。在正常情況下，當(dāng)脊髓膠質(zhì)細(xì)胞處于基態(tài)時(shí)，它們對(duì)疼痛反應(yīng)沒有影響。膠質(zhì)細(xì)胞激活會(huì)影響疼痛。脊髓膠質(zhì)細(xì)胞在發(fā)生外周免疫時(shí)可以被激活。

現(xiàn)在已經(jīng)眾所周知，膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)疼痛的調(diào)節(jié)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出疾病發(fā)生時(shí)的疼痛反應(yīng)。兩類細(xì)胞在機(jī)體發(fā)生免疫反應(yīng)、外周組織損傷、周圍神經(jīng)損傷、脊髓損傷時(shí)都會(huì)被激活（從激活的膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志看出）。小膠質(zhì)細(xì)胞首先被激活，其次是星型膠質(zhì)細(xì)胞這一觀點(diǎn)已經(jīng)被普遍接受。概述第7頁(yè)/共26頁(yè)Ⅲ

膠質(zhì)細(xì)胞參與疼痛的形成和維持，從下面幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以得以證實(shí)：大鼠福爾馬林模型發(fā)現(xiàn)，注射福爾馬林后1-3天，同側(cè)脊髓背角中小膠質(zhì)細(xì)胞開始被激活，后激活星形膠質(zhì)細(xì)胞；痛模型中，阻斷膠質(zhì)細(xì)胞活性的藥物，如氟代檸檬酸，可以抑制痛過(guò)敏的發(fā)生。將HIV-1包被的蛋白gp120置于大鼠坐骨神經(jīng)干周圍，可引起慢性神經(jīng)病理性疼痛，持續(xù)30天以上，但坐骨神經(jīng)干只有短暫的水腫，而脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞則被強(qiáng)烈激活，提示HIV蛋白是通過(guò)活化背角膠質(zhì)細(xì)胞導(dǎo)致痛覺持續(xù)增強(qiáng)。其機(jī)制是膠質(zhì)細(xì)胞一旦被活化，可釋放多種神經(jīng)活性物質(zhì)，一部分為經(jīng)典的致痛物質(zhì)如PGS，ATP，EAA，SP等，它們直接參與痛信號(hào)的產(chǎn)生和維持，引起背角神經(jīng)元興奮。另一部分則特異性的來(lái)自膠質(zhì)細(xì)胞并能增強(qiáng)痛覺感受的特異性物質(zhì)之一促炎性細(xì)胞因子，膠質(zhì)細(xì)胞釋放的促炎性細(xì)胞因子在病理痛中發(fā)揮重要作用。反過(guò)來(lái)，這些物質(zhì)通過(guò)提高初級(jí)神經(jīng)纖維釋放SP，EAA等物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)疼痛。膠質(zhì)細(xì)胞影響疼痛的機(jī)制第8頁(yè)/共26頁(yè)第9頁(yè)/共26頁(yè)Ⅲ

第10頁(yè)/共26頁(yè)Ⅳ膠質(zhì)細(xì)胞是如何被激活的靜息膠質(zhì)細(xì)胞的激活途徑

親神經(jīng)性的病毒或細(xì)菌，如HIV-1包被蛋白GP120與膠質(zhì)細(xì)胞表面表達(dá)的特異性受體結(jié)合，激活膠質(zhì)細(xì)胞傳入痛信息的初級(jí)傳入末梢釋放的痛相關(guān)物質(zhì)，如SP，EAA，ATP與膠質(zhì)細(xì)胞表面受體結(jié)合后，激活膠質(zhì)細(xì)胞背角傷害性感受神經(jīng)元釋放的NO,PGEs，fractalkine激活膠質(zhì)細(xì)胞第11頁(yè)/共26頁(yè)Ⅳ膠質(zhì)細(xì)胞是如何被激活的-神經(jīng)趨化因子

Fractalkine是第一個(gè)在神經(jīng)元-膠質(zhì)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中被發(fā)現(xiàn)有作用的趨化因子，也是目前已知的唯一的Fractalkine受體CX3CR1的配體。經(jīng)鞘內(nèi)注射fractalkine，我們觀察到增強(qiáng)的疼痛反應(yīng)。fractalkine通過(guò)使小膠質(zhì)細(xì)胞活化增強(qiáng)疼痛反應(yīng)，因?yàn)樘弁吹脑鰪?qiáng)受小膠質(zhì)細(xì)胞抑制劑米諾環(huán)素的抑制。電生理研究表明fractalkine引起脊髓神經(jīng)元的觸碰和疼痛的高反應(yīng)性，以及自發(fā)痛和中樞易化后的神經(jīng)元的放電后其神經(jīng)元展現(xiàn)的數(shù)量的增長(zhǎng)(OwolabiandSaab,2006)，F(xiàn)ractalkine及其受體結(jié)合導(dǎo)致下游信號(hào)改變從而使疼痛增強(qiáng)。例如，結(jié)合性的fractalkine導(dǎo)致NFκB和p38MAP激酶激活(Stievanoetal)，和炎性細(xì)胞因子和趨化因子的產(chǎn)生(Johnstonetal.,2004;Stievanoetal.,2004).第12頁(yè)/共26頁(yè)Ⅳ膠質(zhì)細(xì)胞是如何激活的-神經(jīng)遞質(zhì)

感覺神經(jīng)纖維通過(guò)各種神經(jīng)遞質(zhì)將”疼痛”信號(hào)傳送到脊髓，這些神經(jīng)遞質(zhì)包括P物質(zhì)，興奮性氨基酸與ATP。因此，每一個(gè)都有可能參與膠質(zhì)細(xì)胞激活。星型膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)P物質(zhì)的受體，當(dāng)用P物質(zhì)刺激時(shí)，星形膠質(zhì)細(xì)胞釋放前列腺素E2和IL-6(Marriottetal.,1991).脊髓星形膠質(zhì)細(xì)胞也表達(dá)代謝型谷氨酸受體，離子型非NMDA受體(AMPAandkainate)和NMDA受體(Aicheretal,1997;Besongetal.,2002)，NMDA受體激活導(dǎo)致脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞激活和釋放IL-1和一氧化氮（Tikka和Koistinaho，2001年）。在體外鞘內(nèi)注射三磷酸腺苷激活小膠質(zhì)細(xì)胞充分證明了能提高疼痛(Tsudaetal.,2003)。與fractalkine類似，三磷酸腺苷激活小膠質(zhì)細(xì)胞p38MAP激酶，導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞釋放炎性細(xì)胞因子(Inoue,2006)和纖維蛋白溶酶原蛋白，從而提高NMDA受體的功能。第13頁(yè)/共26頁(yè)Ⅳ膠質(zhì)細(xì)胞是如何激活的-受損，凋亡和死亡的神經(jīng)元釋放的神經(jīng)化學(xué)增活素

神經(jīng)元在應(yīng)答受損和死亡時(shí)所釋放的物質(zhì)可能與神經(jīng)-膠質(zhì)信號(hào)有關(guān)，因?yàn)楦杏X神經(jīng)軸突的變性發(fā)生在脊髓周圍神經(jīng)損傷，背根神經(jīng)節(jié)創(chuàng)傷或脊髓神經(jīng)損傷后(Costiganetal.,1998)，由于髓鞘和其他細(xì)胞碎片的清理是一個(gè)非常長(zhǎng)期的過(guò)程，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)相比外圍神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)持續(xù)好多年(Vargasetal.,2006)。ATP是受損和死亡細(xì)胞釋放的主要物質(zhì)之一，它也作為應(yīng)激疼痛的神經(jīng)遞質(zhì)之一，已經(jīng)被證實(shí)參與膠質(zhì)細(xì)胞的活化。溶血磷脂酸(LPA)是一種為應(yīng)對(duì)神經(jīng)損傷釋放的膜性磷脂，通過(guò)LPA受體而不是TLRS受體，LPA可能是又一種與疼痛增強(qiáng)相關(guān)的神經(jīng)膠質(zhì)信號(hào)(Inoueetal.,2004)，LPA激活星型膠質(zhì)細(xì)胞，使IL-1,IL-6和神經(jīng)生長(zhǎng)因子表達(dá)（與疼痛作用相關(guān)的又一種膠質(zhì)釋放的物質(zhì)）(Watkinsetal.,1997)。第14頁(yè)/共26頁(yè)V膠質(zhì)細(xì)胞激活后如何影響了神經(jīng)元的活性？

炎性因子與已知神經(jīng)元受體的結(jié)合使神經(jīng)元興奮性迅速增加。此外，存在于神經(jīng)背角內(nèi)的IL-1已被證實(shí)能通過(guò)直接作用增強(qiáng)神經(jīng)興奮性，即通過(guò)增加神經(jīng)元NMDA受體的鈣離子傳導(dǎo)。出現(xiàn)這種情況是由于通過(guò)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路而導(dǎo)致NMDA受體亞單位磷酸化。腫瘤壞死因子增加了谷氨酸AMPA受體的導(dǎo)電性和突觸末端自發(fā)的神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。TNF相對(duì)IL-1在較小的程度上上調(diào)AMPA和NMDA受體的細(xì)胞表面表達(dá)，而下調(diào)細(xì)胞表面受體表達(dá)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA，因此使神經(jīng)元興奮性全面增加。最后，我們已經(jīng)表明，IL-1與背角神經(jīng)元神經(jīng)病變時(shí)G蛋白偶聯(lián)受體激酶2（GRK2）表達(dá)下調(diào)有關(guān)，這一作用預(yù)計(jì)通過(guò)減少受體脫敏而增加神經(jīng)元興奮性。另外炎性細(xì)胞因子也導(dǎo)致了一系列細(xì)胞興奮性物質(zhì)的釋放，使得它們通過(guò)下調(diào)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元的谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體間接導(dǎo)致細(xì)胞外谷氨酸含量上升影響疼痛。第15頁(yè)/共26頁(yè)VI膠質(zhì)細(xì)胞外的非神經(jīng)細(xì)胞對(duì)疼痛的作用在脊髓中的其他細(xì)胞類型，可以產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子和其它神經(jīng)興奮物質(zhì)，如成纖維細(xì)胞，血管周圍巨噬細(xì)胞，樹突狀細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞及脊髓腦膜等，它們也可能有助于增強(qiáng)疼痛嗎？第16頁(yè)/共26頁(yè)Ⅶ膠質(zhì)細(xì)胞與嗎啡鎮(zhèn)痛耐受、成癮與戒斷的關(guān)系

氟代檸檬酸（膠質(zhì)細(xì)胞代謝抑制劑）與嗎啡的合用明顯減少了膠質(zhì)細(xì)胞的激活和嗎啡的耐受證明膠質(zhì)細(xì)胞參與嗎啡耐受。嗎啡耐受模型中可見被激活的膠質(zhì)細(xì)胞,阻斷膠質(zhì)細(xì)胞的活化可以延緩嗎啡耐受的進(jìn)程。

第17頁(yè)/共26頁(yè)Ⅶ膠質(zhì)細(xì)胞與嗎啡鎮(zhèn)痛耐受、成癮與戒斷的關(guān)系近來(lái)我們研究認(rèn)為慢性嗎啡應(yīng)用：（一）激活小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞（二）上調(diào)脊髓內(nèi)腫瘤壞死因子，IL-1和IL–6的水平（三）上調(diào)小膠質(zhì)細(xì)胞而不是神經(jīng)元內(nèi)的腫瘤壞死因子，IL-1和IL–6(四)逐步誘導(dǎo)耐受與增加的膠質(zhì)細(xì)胞活性和促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生有重要的時(shí)間相關(guān)性。Cui等人表明：（一）鞘內(nèi)注射嗎啡，7天后脊髓內(nèi)磷酸化p38MAPK陽(yáng)性細(xì)胞顯著增加（二）磷酸化p38MAPK表達(dá)僅限于小膠質(zhì)細(xì)胞(三)特定的p38抑制劑減弱嗎啡鎮(zhèn)痛的耐受第18頁(yè)/共26頁(yè)Ⅶ膠質(zhì)細(xì)胞與嗎啡鎮(zhèn)痛耐受、成癮與戒斷的關(guān)系膠質(zhì)細(xì)胞參與嗎啡耐受的的生物學(xué)機(jī)制：直接激活機(jī)制；星型膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞表面都表達(dá)有阿片類受體，嗎啡可以直接作用于膠質(zhì)細(xì)胞。間接激活機(jī)制；嗎啡進(jìn)入體內(nèi)后先作用于神經(jīng)元細(xì)胞，通過(guò)神經(jīng)元釋放的物質(zhì)再激活膠質(zhì)細(xì)胞，即通過(guò)神經(jīng)元-膠質(zhì)細(xì)胞聯(lián)系共同對(duì)嗎啡做出反應(yīng)。可能的信號(hào)通路有ERK,JNK和P38三條通路。膠質(zhì)細(xì)胞激活后釋放的細(xì)胞因子進(jìn)一步參與嗎啡耐受。第19頁(yè)/共26頁(yè)Ⅶ膠質(zhì)細(xì)胞與嗎啡鎮(zhèn)痛耐受、成癮與戒斷的關(guān)系膠質(zhì)細(xì)胞和嗎啡急性鎮(zhèn)痛

通過(guò)封鎖脊髓炎性細(xì)胞因子增加了嗎啡和美沙酮急性鎮(zhèn)痛的幅度和時(shí)間，我們得出膠質(zhì)細(xì)胞同樣調(diào)節(jié)嗎啡的急性鎮(zhèn)痛作用。第一天LPS系統(tǒng)性注射，脊髓膠質(zhì)細(xì)胞活化來(lái)阻止第二天的系統(tǒng)性嗎啡鎮(zhèn)痛，這時(shí)候沒有疾病能引起疼痛的持續(xù)易化，膠質(zhì)細(xì)胞抑制劑氟代檸檬酸可以先于LPS阻止這種效應(yīng)。第20頁(yè)/共26頁(yè)Ⅶ膠質(zhì)細(xì)胞與嗎啡鎮(zhèn)痛耐受、成癮與戒斷的關(guān)系

膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)重復(fù)應(yīng)用阿片類藥物的反應(yīng)：有助于阿片的依賴和戒斷阿片受體的立體異構(gòu)型與膠質(zhì)細(xì)胞的激活第21頁(yè)/共26頁(yè)謝謝！第22頁(yè)/共26頁(yè)Ⅱ

星型膠質(zhì)細(xì)胞占所有膠質(zhì)細(xì)胞的40-50%，并且數(shù)量超過(guò)神經(jīng)元細(xì)胞。星型膠質(zhì)細(xì)胞包圍中樞神經(jīng)系統(tǒng)的大量突觸并積極調(diào)節(jié)神經(jīng)元之間的突觸聯(lián)系。星型膠質(zhì)細(xì)胞參與突觸前后傳遞的進(jìn)程，是神經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)不可分割的組成部分。事實(shí)上，星型膠質(zhì)細(xì)胞在記憶中也有重要作用。在基礎(chǔ)條件下，星型膠質(zhì)細(xì)胞為神經(jīng)元提供能量來(lái)源和神經(jīng)遞質(zhì)的前體，提供營(yíng)養(yǎng)支持，調(diào)節(jié)細(xì)胞外離子，調(diào)節(jié)神經(jīng)元存活、分化、