ケラチノサイトにおけるN-メチル-D-アスパラギン酸受容体の複合型地域疼痛症候群への影響

[Effects of N-methyl-D-aspartate Receptor in Keratinocyte on TypeⅠComplex Regional Pain Syndrome].

• Qing Liu
• Xiaohan Xu
• Li Xu
• Yuguang Huang

抄録

慢性虚血性疼痛モデルラットの皮膚におけるN-methyl-D-aspartic acid(NMDA)受容体発現の細胞起源を観察し、Ⅰ型複合地域疼痛症候群におけるNMDA受容体の役割を明らかにすることを目的とした。 虚血後疼痛モデル化のために、42匹の雄性成人Sprague-Dawleyラットを無作為に5つのグループに分けました。足底皮膚とL3-L5脊髄組織を用いてNR1(NMDA受容体)サブユニットの免疫蛍光検出、NR1、インターロイキン(IL)-1β、腫瘍壊死因子(TNF)-αのウエスタンブロットを行った。残りのラットについては、虚血後2日目、6日目、10日目、14日目の機械的離脱閾値(MWT)を記録し、虚血後6日目から対応する薬剤を皮下注射した。 その結果、CPIP群は偽手術群と比較して、NR1(1.708±0.064;=12.120、<0.001)、IL-1β(2.575±0.305;=5.158、<0.003)、TNF-α(2.575±0.305;=5.158、<0.003)の発現が有意に高く、また、CPIP群の発現量が有意に高かった。NMDAとMK801を介入させた後のMWT値は、CPIPでは[(20.37±0.95)g](20.37±0.95)であったが、モデル化後1日目の皮膚では[(20.37±0.95)g](20.37±0.95)であった。これは、CPIP+NMDA群よりも有意に高い[(15.85±1.09)g;=10.920, <0.001]が、CPIP+MK801群よりも有意に低い[(22.95±0.96)g;=6.421, &lt;0.001]であった。14日目には、CPIP+NS群のMWT[(21.57±0.96)g]と比較して、CPIP+NMDA群のMWT値は有意に低下した[(16.53±1.63)g;=12.190, <0.001], CPIP+NMDA群のMWT値は有意に低下した[(16.53±1.63)g;=12.190, <0.001], CPIP+MK801群のMWT値は有意に低下した[(22.95±1.96)g;=6.421, <0.001], CPIP+NMDA群のMWT値は有意に低下した[(21.57±0.96)g;=12.190, <0.001] 。また、CPIP+MK801群ではMWT値が有意に増加した［23.27±1.28］g;=4.094, =0.025］。CPIP+NS群ではIL-1β(2.518±0.147;=11.010, <0.001)とTNF-α(1.949±0.184;=10.870, <0.025)の発現が有意に増加しています。また、CPIP+NMDA群では、CPIP+NS群に比べ、IL-1β(4.816±0.607;=16.670, =0.003)、TNF-α(2.629±0.349;=7.790)の発現が有意に増加していた。349;=7.790, <0.001)、CPIP+MK801群ではIL-1β(1.048±0.257;=10.660,=0.003)とTNF-α(0.790±0.165;=13.280,<0.001)の発現が有意に低下していた。 ラット慢性虚血後の皮膚ケラチノサイトにおけるNMDA受容体の活性化は、IL-1βやTNF-αなどの炎症性サイトカインの発現を阻害し、Ⅰ型複合性局所疼痛症候群の中枢性感作や疼痛伝導に関与している可能性があると考えられます。

To observe the cell origin of N-methyl-D-aspartic acid(NMDA)receptor expression in skin after chronic ischemic pain modeling in rats and explore the role of NMDA receptor in type Ⅰ complex regional pain syndrome. Forty-two adult male Sprague-Dawley rats were randomly divided into five groups:sham operation group(=12),chronic post ischemia pain(CPIP)group(=12),CPIP+normal saline(NS)group(=6),CPIP+NMDA group(=6),and CPIP+MK801 group(=6).Six rats in the sham operation group and CPIP group were sacrificed under deep anesthesia one day after modeling.The plantar skin and L3-L5 spinal cord tissue were used for NR1(NMDA receptor)subunit immunofluorescence detection and for Western blotting of NR1,interleukin(IL)-1β,and tumor necrosis factor(TNF)-α.For the remaining rats,the mechanical withdrawal threshold(MWT)values on the 2nd,6th,10th and 14th day after ischemia were recorded,and the corresponding drugs were injected subcutaneously from the 6th day after ischemia.The skin and L3-L5 spinal cords were collected on the 14th day,and the same detection methods were applied. Compared with the sham operation group,the CPIP group had significantly higher expressions of NR1(1.708±0.064;=12.120, <0.001),IL-1β(2.575±0.305;=5.158, =0.003),and TNF-α(2.691±0.217;=7.786, <0.001)in the skin on the first day after modeling.After intervention with NMDA and MK801,the MWT value was [(20.37±0.95)g] in the CPIP+NS group,which was significantly higher than that in CPIP+NMDA group [(15.85±1.09)g;=10.920, <0.001] but significantly lower than that in CPIP+MK801 group[(22.95±0.96)g;=6.421, <0.001] 10 days after modeling.On the 14th day,compared with the MWT of the CPIP+NS group [(21.57±0.96)g],the CPIP+NMDA group had significantly decreased MWT value [(16.53±1.63)g;=12.190, <0.001],and the CPIP+MK801 group had significantly increased MWT value [(23.27±1.28)g;=4.094, =0.025].Compared with the sham operation group,the CPIP group had significantly increased NR1 expression(1.708±0.064;=10.910, <0.001)and the CPIP+NS group had significantly increased expressions of IL-1β(2.518±0.147;=11.010, <0.001)and TNF-α(1.949±0.184;=10.870, <0.001).Compared with the CPIP+NS group,the CPIP+NMDA group had significantly increased expressions of IL-1β(4.816±0.607;=16.670, =0.003)and TNF-α(2.629±0.349;=7.790, <0.001)and the CPIP+MK801 group had significantly decreased expressions of IL-1β(1.048±0.257;=10.660, =0.003)and TNF-α(0.790±0.165;=13.280, <0.001). NMDA receptor activation in skin keratinocytes after chronic ischemia in rats hinders the expression of inflammatory cytokines such as IL-1β and TNF-α,which may be involved in central sensitization and pain conduction of type Ⅰ complex regional pain syndrome.