铁死亡参与神经病理性疼痛的机制研究
论文摘要: 背景与目的：神经病理性疼痛（Neuropathic Pain, NP）是由躯体感觉神经系统的损伤或疾病直接引起的疼痛综合征，常表现为自发性疼痛、痛觉过敏及瘙痒等症状。作为当前全球重要的公共卫生问题之一，NP因其发病机制尚未完全明确，在临床上仍缺乏高效的治疗手段。近年来，铁死亡在神经系统疾病发生发展中的作用逐渐受到关注，然而其在NP中的具体角色尚待深入探索。因此，本研究旨在探究神NP模型中是否存在铁死亡现象。方法：(1)采用8-10周C57BL/6J小鼠建立坐骨神经分支选择性损伤(Spared Nerve Injury,SNI)模型，取患侧L4-6背根神经节进行后续研究。将小鼠分为假手术组和SNI组，观察术后7天内患肢机械刺激缩足阈值(Paw withdrawal threshold,PWT)的变化情况。采用免疫荧光法和Western blot检测小鼠患侧背根神经节的铁死亡相关特异性蛋白谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione peroxidase4,GPX4)、溶质载体家族7成员11(solute carrier family 7 member 11,SLC7A11)的表达情况。免疫荧光法检测小鼠背根神经节活性氧(Reactive oxygen species,ROS)的变化情况。电子显微镜观察分析Sham组及SNI7d小鼠背根神经节内线粒体的变化情况。采用相关试剂盒检测Sham组及SNI7d小鼠背根神经节丙二醛(Malonndialdehyde,MDA) 等含量。(2)将24只C57BL/6J小鼠随机分为3组，分别为Sham组、SNI组、SNI+Ferrostatin-1(SNI+F)组，SNI造模成功后连续三天鞘内注射Fer-1,观察术后7天内PWT的变化情况。观察其术后7天时行为学改变和铁死亡相关蛋白GPX4、SLC7A11表达量的改变，检测小鼠背根神经节内MDA含量。
结果：(1)痛觉行为学改变与Sham组相比，SNI组小鼠从术后3d至术后7d，PWT阈值降低(P<0.0001);SNI模型小鼠背根神经节中铁死亡相关蛋白变化与Sham组相比，SNI小鼠背根神经节GPX4/SLC7A11表达水平出现明显的降低(P<0.05)。且铁死亡相关蛋白GPX4/SLC7A11主要表达在背根神经节的神经元及星形胶质细胞细胞中。SNI模型小鼠背根神经节中线粒体出现铁死亡特征性改变：线粒体皱缩、线粒体嵴消失、内膜明显增厚、外膜破裂。而Sham组小鼠背根神经节中线粒体形态正常，未出现铁死亡相关特征性改变。同时，SNI小鼠背根神经节中氧化应激表达较Sham组相比，MDA增加(P<0.05)ROS表达明显增加(P<0.01)，且主要表达在神经元中。
（2）鞘内注射铁死亡抑制剂Ferrostatin-1的SNI+F组在痛觉行为学较SNI组比较，PWT阈值提高（P<0.001）。SNI+F组铁死亡标志性蛋白GPX4/SLC7A11表达量较SNI组小鼠明显增加。同时，ROS表达量较SNI组明显降低(P<0.05)。结论：本研究证实，在SNI模型小鼠的背根神经节中确实存在铁死亡现象。进一步研究发现，抑制铁死亡不仅能有效逆转NP引发的机械性痛觉超敏，还可缓解相关的氧化应激反应。这些结果提示，铁死亡可能是防治NP的一个潜在作用靶点。