冷暴露对大鼠痛觉和感觉神经元中瞬时受体电位离子通道的影响

doi:10.13481/j.1671-587X.20240501

吉林大学学报(医学版) ›› 2024, Vol. 50 ›› Issue (5): 1189-1195.doi: 10.13481/j.1671-587X.20240501

• 基础研究 •

冷暴露对大鼠痛觉和感觉神经元中瞬时受体电位离子通道的影响

蒋鼎¹,曹月龙¹,徐勤光¹,申安平¹,王楠²,邱凤喜²,薛艳³()

^1.上海中医药大学附属曙光医院石氏伤科医学中心，上海 201203
^2.同济大学附属养志康复医院中医科，上海 201619
^3.同济大学附属养志康复医院智能康复临床研究中心，上海 201619

收稿日期:2023-11-03 出版日期:2024-09-28 发布日期:2024-10-28
通讯作者: 薛艳 E-mail:joycexy1103@163.com
作者简介:蒋鼎（1994―），男，四川省成都市人，在读博士研究生，主要从事中医药防治慢性筋骨疾病方面的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目(82305269);卫健委国家临床重点专科建设项目(2155080000004);科技部国家重点研发计划项目(2020YFC2008703);上海市科学技术委员会扬帆计划项目(21YF1443400);上海市卫健委临床研究专项(20224Y0209);上海市康复医学重中之重研究中心科研项目(2023ZZ02027)

Effect of cold exposure on nociception and transient receptor potential ion channels in sensory neurons in rats

Ding JIANG¹,Yuelong CAO¹,Qinguang XU¹,Anping SHEN¹,Nan WANG²,Fengxi QIU²,Yan XUE³()

^1.Shi’s Trauma Medicine Center，Affiliated Shuguang Hospital，Shanghai University of Traditional Chinese Medicine，Shanghai 201203，China
^2.Department of Traditional Chinese Medicine，Affiliated Yangzhi Rehabilitation Hospital，Tongji University，Shanghai 201619，China
^3.Intelligent Rehabilitation Clinical Research Center，Affiliated Yangzhi Rehabilitation Hospital，Tongji University，Shanghai 201619，China

Received:2023-11-03 Online:2024-09-28 Published:2024-10-28
Contact: Yan XUE E-mail:joycexy1103@163.com

摘要/Abstract

摘要：

目的探讨冷暴露对大鼠痛觉的影响及其对感觉神经元中瞬时受体电位（TRP）离子通道的调控机制，为阐明冷敏感性疼痛的生物学机制提供依据。方法 16只雌性SD大鼠分为对照组（n=8）和寒冷组（n=8）。对照组大鼠置于（24±2）℃环境中，寒冷组大鼠每日置于人工智能气候室内进行低温（4 ℃±1 ℃）刺激4 h，连续1周。采用Von Frey纤维丝检测2组大鼠机械缩足反射阈值（MWT），采用组织免疫荧光染色法观察2组大鼠背根神经节（DRG）组织中TRPA1、TRPM8、TRPV1和TRPV4表达水平，大鼠DRG组织中降钙素基因相关肽（CGRP）和P物质（SP）表达水平以及大鼠滑膜组织中TRPA1、TRPM8、TRPV1和TRPV4表达水平。结果与对照组比较，寒冷组大鼠MWT明显降低（P<0.05），DRG组织中TRPA1和TRPM8表达水平明显升高（P<0.05），TRPV1表达水平明显降低（P<0.05），TRPV4表达水平差异无统计学意义（P>0.05），CGRP和SP表达水平明显升高（P<0.05）。与对照组比较，寒冷组大鼠滑膜组织中TRPA1表达水平明显升高（P<0.05），TRPM8、TRPV1和TRPV4表达水平明显降低（P<0.05）。结论短期冷暴露可引起大鼠痛觉过敏，其机制可能与DRG和滑膜组织中TRP离子通道表达变化有关联。TRPA1感觉神经元在关节局部冷痛中起重要作用。

关键词: 冷暴露, 背根神经节, 滑膜组织, 瞬时受体电位离子通道, 痛觉过敏

Abstract:

Objective To discuss the effect of cold exposure on nociception in the rats and its regulatory mechanism on transient receptor potential （TRP） ion channels in the sensory neurons， and to provide the basis for clarifying the biological mechanism of cold-sensitive pain. Methods Sixteen female SD rats were divided into control group （n=8） and cold group （n=8）. The rats in control group were exposed to the environment of （24±2）℃， and the rats in cold group were exposed to low temperature （4 ℃±1 ℃） in an artificial intelligence climate chamber for 4 h daily， for one week. Von Frey filaments were used to detect the mechanical withdrawal threshold （MWT） of the rats in two groups； immunofluorescence staining was used to observe the expression levels of TRPA1， TRPM8， TRPV1， and TRPV4 in dorsal root ganglion （DRG） tissue of the rats in two groups， the expression levels of calcitonin gene-related peptide （CGRP） and substance P （SP） in DRG tissue of the rats in two groups， and the expression levels of TRPA1， TRPM8， TRPV1， and TRPV4 in synovial tissue of the rats in two groups. Results Compared with control group， the MWT of the rats in cold group was significantly decreased （P< 0.05）， the expression levels of TRPA1 and TRPM8 in DRG tissue were significantly increased （P< 0.05）， the expression level of TRPV1 was significantly decreased （P<0.05）， there was no significant difference in the expression level of TRPV4 （P>0.05）， and the expression levels of CGRP and SP were significantly increased （P<0.05）. Compared with control group， the expression level of TRPA1 in synovial tissue of the rats in cold group was significantly increased （P<0.05）， while the expression levels of TRPM8， TRPV1， and TRPV4 were significantly decreased （P<0.05）. Conclusion Short-term cold exposure can induce the hyperalgesia of the rats， and its mechanism may be associated with the changes in the expression of TRP ion channels in DRG and synovial tissues. TRPA1 sensory neurons play an important role in local joint cold pain.

Key words: Cold exposure, Dorsal root ganglion, Synovial tissue, Transient recptor potential ion channel, Hyperalgesia

中图分类号:

蒋鼎,曹月龙,徐勤光,申安平,王楠,邱凤喜,薛艳. 冷暴露对大鼠痛觉和感觉神经元中瞬时受体电位离子通道的影响[J]. 吉林大学学报(医学版), 2024, 50(5): 1189-1195.

Ding JIANG,Yuelong CAO,Qinguang XU,Anping SHEN,Nan WANG,Fengxi QIU,Yan XUE. Effect of cold exposure on nociception and transient receptor potential ion channels in sensory neurons in rats[J]. Journal of Jilin University(Medicine Edition), 2024, 50(5): 1189-1195.

图/表 6

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图3

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图6

参考文献 24

1	金璐，董维雲，边祥雨，等. 药食同源物质组方对急性寒冷暴露雌性大鼠HPO轴及HPA轴功能的影响［J］. 军事医学， 2023， 47（7）： 521-526.
2	XUE Y， CHEN Y， JIANG D， et al. Self-reported weather sensitivity is associated with clinical symptoms and structural abnormalities in patients with knee osteoarthritis： a cross-sectional study［J］. Rheumatol Ther， 2021， 8（3）： 1405-1417.
3	ZIADÉ N， BOUZAMEL M， MRAD-NAKHLÉ M， et al. Prospective correlational time-series analysis of the influence of weather and air pollution on joint pain in chronic rheumatic diseases［J］. Clin Rheumatol， 2021， 40（10）： 3929-3940.
4	李丽梅，郑宝森，张志利，等. 背根神经节解剖及其参与神经病理性疼痛机制的研究进展［J］. 中国疼痛医学杂志， 2022， 28（7）： 531-540.
5	CAO S， LI Q M， HOU J F， et al. Intrathecal TRPM8 blocking attenuates cold hyperalgesia via PKC and NF-κB signaling in the dorsal root ganglion of rats with neuropathic pain［J］. J Pain Res， 2019， 12： 1287-1296.
6	MACDONALD D I， WOOD J N， EMERY E C. Molecular mechanisms of cold pain［J］. Neurobiol Pain， 2020， 7： 100044.
7	康欣欣，唐志鹏，王立娟，等. 肉桂醛对0℃冷应激大鼠背根神经节神经细胞胞浆内Ca²⁺变化及TRPA1和TRPM8 mRNA表达的影响［J］. 中国实验方剂学杂志， 2017， 23（1）： 127-133.
8	CABAÑERO D， VILLALBA-RIQUELME E， FERNÁNDEZ-BALLESTER G， et al. ThermoTRP channels in pain sexual dimorphism： new insights for drug intervention［J］. Pharmacol Ther， 2022， 240： 108297.
9	MILENKOVIC N， ZHAO W J， WALCHER J， et al. A somatosensory circuit for cooling perception in mice［J］. Nat Neurosci， 2014， 17（11）： 1560-1566.
10	KARASHIMA Y， TALAVERA K， EVERAERTS W， et al. TRPA1 acts as a cold sensor in vitro and in vivo ［J］. Proc Natl Acad Sci U S A， 2009， 106（4）： 1273-1278.
11	CHRISTENSEN S L， HANSEN R B， STORM M A， et al. Von Frey testing revisited： Provision of an online algorithm for improved accuracy of 50% thresholds［J］. Eur J Pain， 2020， 24（4）： 783-790.
12	SIMONE D A， KAJANDER K C. Excitation of rat cutaneous nociceptors by noxious cold［J］. Neurosci Lett， 1996， 213（1）： 53-56.
13	ALLCHORNE A J， BROOM D C， WOOLF C J. Detection of cold pain， cold allodynia and cold hyperalgesia in freely behaving rats［J］. Mol Pain， 2005， 1： 36.
14	PRESCOTT S A， MA Q F， DE KONINCK Y. Normal and abnormal coding of somatosensory stimuli causing pain［J］. Nat Neurosci， 2014， 17（2）： 183-191.
15	MUELLER-TRIBBENSEE S M， KARNA M， KHALIL M， et al. Differential contribution of TRPA1， TRPV4 and TRPM8 to colonic nociception in mice［J］. PLoS One， 2015， 10（7）： e0128242.
16	SHERKHELI M A， VOGT-EISELE A K， BURA D， et al. Characterization of selective TRPM8 ligands and their structure activity response （S.A.R） relationship［J］. J Pharm Pharm Sci， 2010， 13（2）： 242.
17	STORY G M， PEIER A M， REEVE A J， et al. ANKTM1， a TRP-like channel expressed in nociceptive neurons， is activated by cold temperatures［J］. Cell， 2003， 112（6）： 819-829.
18	MICKLE A D， SHEPHERD A J， MOHAPATRA D P. Nociceptive TRP channels： sensory detectors and transducers in multiple pain pathologies［J］. Pharmaceuticals， 2016， 9（4）： 72.
19	ZHANG M， MA Y M， YE X L， et al. TRP （transient receptor potential） ion channel family： structures， biological functions and therapeutic interventions for diseases［J］. Signal Transduct Target Ther， 2023， 8（1）： 261.
20	ASO K， IZUMI M， SUGIMURA N， et al. Nociceptive phenotype alterations of dorsal root Ganglia neurons innervating the subchondral bone in osteoarthritic rat knee joints［J］. Osteoarthritis Cartilage， 2016， 24（9）： 1596-1603.
21	SCHOU W S， ASHINA S， AMIN F M， et al. Calcitonin gene-related peptide and pain： a systematic review［J］. J Headache Pain， 2017， 18（1）： 34.
22	MORAN M M， SZALLASI A. Targeting nociceptive transient receptor potential channels to treat chronic pain： current state of the field［J］. Br J Pharmacol， 2018， 175（12）： 2185-2203.
23	LOWIN T， BLECK J， SCHNEIDER M， et al. Selective killing of proinflammatory synovial fibroblasts via activation of transient receptor potential ankyrin （TRPA1）［J］. Biochem Pharmacol， 2018， 154： 293-302.
24	FERNANDES E S， RUSSELL F A， ALAWI K M， et al. Environmental cold exposure increases blood flow and affects pain sensitivity in the knee joints of CFA-induced arthritic mice in a TRPA1-dependent manner［J］. Arthritis Res Ther， 2016， 18（1）： 7.

[1]	杜元良,任旺,刘琳,胡朔丹,刘茗宇,杜鹏飞,付秀美. 施万细胞样细胞对大鼠背根神经节细胞突起生长和神经生长因子表达的影响及其机制[J]. 吉林大学学报(医学版), 2022, 48(3): 684-691.
[2]	成洪聚, 相龙全, 亚白柳, 刘文彦. 背根神经节神经元GABA A型受体对痛觉调制的研究进展[J]. 吉林大学学报(医学版), 2018, 44(06): 1322-1325.
[3]	宋雪松,李国华，佟丹梅, 曹君利, 杜宝东. 鞘内注射U0126对神经痛大鼠脊髓背角内原癌基因c-fos表达的影响[J]. J4, 2005, 31(3): 346-348.

冷暴露对大鼠痛觉和感觉神经元中瞬时受体电位离子通道的影响

Effect of cold exposure on nociception and transient receptor potential ion channels in sensory neurons in rats

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