AT2R拮抗剂通过抑制背根神经节神经元的兴奋性缓解DNP

星弘康康 2024-10-02 18:24:43

糖尿病神经病理性疼痛(Diabetic Neuropathy Pain,DNP)是糖尿病患者中较为常见的并发症,其疼痛特征多样,包括灼烧感、电击样痛、针刺样痛等,且治疗较为复杂。外周血管紧张素II 2型受体(Angiotensin II Type 2 Receptor,AT2R)在DNP中的作用及其机制是当前研究的热点之一。在今年9月9~13日的第60届欧洲糖尿病研究协会年会(EASD)上,复旦大学附属华东医院鹿斌教授公布了的一项最新研究探讨了AT2R在DNP中的作用及其潜在机制,本刊特邀其介绍该研究并予以点评。

外周血管紧张素II 2型受体在糖尿病神经病理性疼痛中的作用及机制

The role and mechanism of peripheral angiotensin II type 2 receptor in diabetic neuropathic pain

作者:柏悦恬 鹿斌

背景

糖尿病神经病变是糖尿病最常见的慢性并发症之一,约50%的糖尿病神经病变患者会发生DNP。这种疼痛表现为自发性疼痛、痛觉过敏和诱发痛等,严重影响患者的生活质量。目前的治疗手段主要集中在症状缓解上,但疗效有限且伴随显著的副作用。因此,迫切需要找到新的治疗靶点。近年来,AT2R因其在周围神经系统中的表达及其在病理状态下的上调而受到关注,已有研究表明,AT2R拮抗剂可改善DNP。目前AT2R在DNP中的研究欠缺。本研究旨在探讨AT2R在DNP中的作用及其潜在机制。

实验方法

研究选用雄性Sprague-Dawley大鼠,通过腹腔注射链脲佐菌素(STZ)诱导糖尿病,进而构建DNP模型。模型建立后,分别给予部分DNP大鼠低剂量(60 mg/kg)和高剂量(200 mg/kg)的AT2R拮抗剂进行灌胃干预。行为学评估包括机械痛阈和热痛阈,同时监测体重、血糖,并评估神经传代速度和下肢血流灌注情况。通过RT-PCR和Western blot检测背根神经节(DRG)中AT2R的基因和蛋白表达水平。通过Western blot检DRG中ERK1/2和p38 MAPK的磷酸化水平。通过全细胞膜片钳记录DRG神经元的兴奋性变化。最后,利用转录组测序和生物信息学分析探讨AT2R下游的潜在机制。

结果

01

拮抗外周AT2R可缓解DNP

在腹腔注射STZ后5周,大鼠的机械痛阈和热痛阈显著降低,DNP模型构建成功。结果显示,与溶剂对照组相比,AT2R拮抗剂连续干预7天均显著提高机械痛阈;与溶剂对照组相比,AT2R拮抗剂干预后大鼠热痛阈有上升趋势;AT2R拮抗剂干预可改善DNP大鼠的神经传导速度,而对大鼠的体重、血糖和下肢血流灌注无显著影响。

02

DNP大鼠DRG中AT2R表达升高

免疫荧光结果显示AT2R在DNP大鼠DRG神经元中表达。RT-PCR和WB结果显示,与正常对照组相比,DNP大鼠DRG中的AT2R基因和蛋白表达水平显著升高。

03

拮抗外周AT2R可下调DNP大鼠DRG中ERK1/2磷酸化水平

DRG神经元中的p42/p44 MAPK(ERK1/2)和p38 MAPK的激活均参与了外周敏化,引起神经元兴奋性异常升高从而介导痛觉过敏的发生与维持。我们研究结果显示,DNP大鼠DRG中ERK1/2和p38 MAPK磷酸化水平升高,而AT2R拮抗剂处理后ERK1/2磷酸化水平降低,而高剂量的AT2R拮抗剂干预后p38 MAPK也有下降趋势。

04

拮抗外周AT2R可抑制DNP大鼠DRG神经元兴奋性

DRG神经元为初级感觉神经元,其自身兴奋性的异常升高是DNP外周机制的核心。为进一步明确AT2R是否通过调控DRG神经元兴奋性从而参与DNP的发病过程,本研究通过全细胞膜片钳技术研究了拮抗外周AT2R的作用对DNP大鼠DRG神经元兴奋性特征的影响。结果显示,DNP大鼠DRG神经元的动作电位释放频率和在不同强度电流下的释放数量显著增加、放电基强度(即可诱发动作电位的最小刺激强度)显著降低、静息膜电位向去极化方向改变、阈电位显著降低,而AT2R拮抗剂干预后上述变化显著逆转。提示AT2R拮抗剂可抑制DNP大鼠DRG神经元兴奋性。

05

趋化因子通路可能参与AT2R介导DNP的下游机制

由于DRG中AT2R相关信号通路的研究欠缺,我们进一步通过RNA转录组测序和生物信息学分析,探究AT2R拮抗剂干预后DNP大鼠DRG中基因的变化,为DRG中AT2R参与DNP发病的机制研究提供进一步的思路。结果显示,AT2R拮抗剂干预后,上调71个基因,下调74个基因。GO和KEGG通路分析表明,AT2R拮抗剂干预后趋化因子信号通路发生显著改变。疼痛相关的趋化因子Ccl21和Cxcl13在AT2R拮抗剂干预后显著下调,提示其可能是AT2R参与DNP的潜在下游靶点。

结论

研究发现AT2R拮抗剂通过抑制DRG神经元兴奋性缓解DNP,而趋化因子信号通路可能参与其下游机制。

点评

鹿斌 教授

AT2R是近年来较受关注的新兴镇痛靶点,多家公司针对该靶点的镇痛药物正在开发中,然而在现有的基础研究中,其镇痛作用是有争议的,机制也尚不明确。我们的研究发现DNP大鼠DRG中AT2R的的表达显著升高,证实拮抗外周AT2R可以有效缓解DNP、抑制DRG神经元兴奋性,为AT2R参与DNP发病提供了有力的证据支持。此外,机制研究方面,我们初步发现AT2R可能通过影响趋化因子信号通路参与DNP的发病过程,后续将展开深入研究。综上所述,本研究为AT2R在DNP中的关键作用及其未来在临床应用中的价值提供了重要依据。

参考文献:Lu B, et al.919P-The role and mechanism of peripheral angiotensin II type 2 receptor in diabetic neuropathic pain. Presented at EASD Annual Meeting 2024.

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