疼痛诊疗与研究
乳酸诱导的脊髓神经元线粒体分裂在小鼠糖尿病神经病理性痛中的作用
中华麻醉学杂志, 2024,44(5) : 603-608. DOI: 10.3760/cma.j.cn131073.20231201.00515
摘要
目的

评价乳酸诱导的脊髓神经元线粒体分裂在小鼠糖尿病神经病理性痛(DNP)中的作用。

方法

选择SPF级健康成年雄性C57BL/6小鼠36只,2月龄,体质量20~25 g,采用随机数字表法分为3组(n=12):对照组(C组)、DNP组和DNP+草氨酸钠组(OXA组)。采用腹腔注射链脲佐菌素130 mg/kg构建糖尿病模型。糖尿病建模成功后,OXA组腹腔注射草氨酸钠750 mg/kg,1次/d,持续4周,抑制乳酸生成;C组和DNP组于相同时点腹腔注射等容量生理盐水。于造模前、造模后1、2、3和4周时测定左侧后足机械缩足阈值(MWT)。最后一次行为学测试完成后,取血标本和L4-6段脊髓组织,采用比色法检测血清和脊髓组织乳酸水平,分别采用JC-1和DHE探针检测线粒体膜电位和ROS含量,采用Western blot法检测线粒体动力相关蛋白1(Drp1)和线粒体融合蛋白2(Mfn2)的表达,透射电镜观察线粒体的结构和数量,采用免疫荧光双标观察Drp1与神经元标志物NeuN共表达情况。

结果

与C组比较,DNP组和OXA组造模后MWT降低,血清和脊髓组织乳酸水平、脊髓ROS含量升高,线粒体膜电位下降,Drp1表达上调,Mfn2表达下调,线粒体数量增多,面积减小(P<0.05),Drp1和NeuN共表达增加;与DNP组比较,OXA组造模后MWT升高,血清和脊髓组织乳酸水平、脊髓ROS含量降低,线粒体膜电位升高,Drp1表达下调,Mfn2表达上调,线粒体数量减少,面积增大(P<0.05),Drp1和NeuN共表达减少。

结论

乳酸诱导的脊髓神经元线粒体过度分裂可导致线粒体功能障碍,可能参与小鼠DNP的维持机制。

引用本文: 潘文燕, 贺俭, 王福宇, 等.  乳酸诱导的脊髓神经元线粒体分裂在小鼠糖尿病神经病理性痛中的作用 [J] . 中华麻醉学杂志, 2024, 44(5) : 603-608. DOI: 10.3760/cma.j.cn131073.20231201.00515.
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神经病变是糖尿病常见的慢性并发症之一,其中约50%神经病变患者会发生神经病理性疼痛[1],主要表现为肢体远端中到重度的麻痛、烧灼痛以及电击样刺痛。目前糖尿病神经病理性痛(DNP)的主要治疗策略首先是控制血糖,其次是对症治疗疼痛,但往往治疗效果差且患者不耐受[2,3,4]。研究表明持续高血糖诱发的线粒体功能障碍是导致DNP的主要机制[3,4,5]。线粒体具有质量控制体系,通过线粒体分裂和融合、自噬以及生成,共同维持线粒体数量和功能稳定[5,6]。前期研究发现,DNP小鼠脊髓神经元线粒体自噬增强,并且发挥内源性保护作用,同时脊髓线粒体体积减小,呈现碎片化,线粒体分裂增加[7]。线粒体过度分裂会引起线粒体功能障碍,参与多种神经病理性痛的形成,抑制线粒体过度分裂,可改善线粒体功能障碍和神经病理性痛[8]。乳酸不仅是糖酵解的代谢产物,还可使组蛋白赖氨酸发生乳酸化修饰,进而调控基因的表达[9]。乳酸可以调控神经元异常兴奋[10]、炎症[11,12]、肿瘤[13,14]和肺纤维化[15]等疾病。研究表明,乳酸可以促进线粒体分裂,诱导线粒体碎片化[10,11,12,13,14,15,16]。糖尿病患者血液及组织中乳酸含量升高[17,18],乳酸在DNP中的作用尚不清楚。本研究拟探讨乳酸诱导的脊髓神经元线粒体分裂在小鼠DNP中的作用。

 
 
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