侧脑室注射白细胞介素-2对海马痛单位的影响及其可能机制
作者：覃筱燕 黄忠致
单位：覃筱燕 黄忠致 广西医科大学生理教研室 南宁 530021
关键词：白细胞介素-2；纳洛酮；海马；痛单位
广西医科大学学报990310
摘要 目的：探讨白细胞介素-2对海马痛单位的影响及其可能机制。方法：本实验采用侧脑室给药法，参照Sawyer兔脑图谱，用SN-2型推进器以2 μm/s速度将玻璃微电极插入海马P2～5，L3～6，H6～9处引导神经元自发放电。在P1L4，5H6处埋不锈钢套管，用牙托水配牙托粉固定，作脑室注射用。结果：共引导205个海马放电神经元，选择对伤害性刺激起反应的海马痛单位60个，侧脑室分别注射不同剂量的白细胞介素-2(IL-2)及其受体阻断剂抗IL-2单克隆抗体(McAb)和阿片受体阻断剂纳洛酮后，发现IL-2能抑制大部分的海马痛单位放电,而此作用被McAb所阻断。纳洛酮能反转IL-2对海马痛单位放电的抑制作用(P<0.01)。结论：IL-2能抑制海马痛神经元的放电，其作用机制可能与阿片受体系统有关。
, 百拇医药
中国图书资料分类法分类号 Q426
EFFECT OF INTERLEUKIN-2 INJECTED INTO THE LATERAL VENTRICLE ON PAIN UNITS OF HIPPOCAMPUS
Qin Xiaoyan,Huang Zhongzhi
Department of Physiology,Guangxi Medical University,Nanning 530021
Abstract Objective:This study investigates the effect of intracerebroventricular injection of IL-2 on the pain unit of HPC and probable mechanism in conscious paralytic rabbits.Methods:Refering to Sawyer's “The rabbit diencephalon in stereotaxic coordix nates”,putting grass microelectrodes into P2～5,L3～6,H6～9 of the HPC in 2 μm/s by SN-2 to induce discharge of neurons.Results:The most discharge electric frequency of HPC decreased significantly after injecting IL-2 in differnt dose (50,200,500 pmol/10 μl) into the lateral vertricle of rabbits after 30,50,70 min,and this effect was abolished by McAb to IL-2.Naloxone could abolish the inhibitive effect of descharge electric frequency of IL-2 on HPC pain units.Conclusion:IL-2 could inhibit the discharge electric frequency of HPC pain units;Naloxone could abolish this inhibitive effect of IL-2,suggesting that inhibitive effect of IL-2 on pain units of HPC is related to opiate receptors.
, 百拇医药
Key words interleukin-2;naloxone;HPC;pain unit;lateral ventricle
近年来，愈来愈多的研究表明IL-2不仅是重要的免疫调节因子，具有中枢调节作用,而且还具有中枢镇痛作用[1]。脑内存在着内源性IL-2及其相应受体。第二军医大学神经生物组报道，IL-2分子具有相互独立的镇痛和免疫功能位点，IL-2的中枢镇痛作用与阿片受体有关，其作用途径可能与脑内一些核团的β-内啡肽及亮-脑啡肽的变化有关[2]。本实验意在探讨IL-2对海马痛单位放电有无影响及可能的机制。
1 材料和方法
健康家兔30只，体质量1.5～2.5 kg，常规麻醉后手术暴露有关脑区与腓神经(作伤害性刺激)。动物固定在SN-2型脑立体定位仪上，用三碘季胺酚制动，人工呼吸条件下进行实验。参照Saywer兔脑图谱(下同)用SN-2型推进器以2μm/s速度将玻璃微电极插入海马P2～5，L3～6，H6～9处引导海马单位放电。用普通电极刺激腓神经(参数：频率200次/s，波宽0.5 ms，串长60 ms，电压20～25 V)。在P1L4，5H6处埋藏套管作脑室注射用。IL-2(中国科学院生物化学研究所)剂量分别为5，20，50 μmol/L；McAb(第一军医大学免疫学教研室)用5 ml，注射IL-2前1 h给药；纳洛酮采用30 μmol/L，注射IL-2前5 min给药。每实验组均设生理盐水对照组。采用侧脑室给药方式，药物在3 min内注射完毕。海马单位放电经跟随器放大器在示波器显示，并存于磁带上。借助DAAS-1型生物信号分析仪处理。实验后用普鲁士蓝打点法制成1 mm厚脑片，鉴定引导电极尖端位置。统计学处理方法采用t检验。
, http://www.100md.com
2 结果
2.1 IL-2抑制海马痛单位放电的作用
共引导海马单位205个，选择对伤害性刺激起反应的海马痛单位20个，其中对伤害性刺激起增频反应的称为痛兴奋神经元(PEN)14个；而起减频反应的称为痛抑制神经元(PIN)6个，分别以5，20，50 μmol/L 3个不同剂量的IL-2作侧脑室注射给药，并设生理盐水实验对照组。结果用药后30、50、70 min，发现12个PEN(占PEN的85.71%)及2个PIN(占PIN的33.33%)受到不同程度的明显的抑制，即自发放电及对伤害性刺激的放电频率明显减少，其中以用药后50 min显著，与生理盐水对照组相比，统计有显著性差异(P<0.001)，见图1。
2.2 抗IL-2单克隆抗体McAb阻断IL-2对海马痛单位的抑制作用
选取20个海马痛单位，其中15个PEN，5个PIN，分别用20 μmol/L在脑室注射IL-2前1 h用药，发现14个PEN及4个PIN(占痛单位的90%)对IL-2的减频效应可不同程度的被McAb阻断。与生理盐水对照组相比有显著性差异(P<0.01)，说明抑制的减频效应为IL-2特异性作用所致，见图1。
, 百拇医药
2.3 纳洛酮拮抗IL-2抑制海马痛单位放电的作用
选取20个海马痛单位，包括18个PEN，2个PIN，分别用30 μmol/L的纳洛酮在脑室注射IL-2前5 min用药，发现纳洛酮能有效地拮抗IL-2对海马痛单位的抑制性作用，与生理盐水对照组相比有显著差异(P<0.01)。表明IL-2的抑制效应与阿片肽受体有关，见图1。
图1 白细胞介素-2对海马痛单位的影响(4号PEN)
-O-正常放电；-▲-20 μmol/L IL-2；-●-20 μmol/L McAb+IL-2;-■-30 μmol/L纳洛酮+IL-2，*P<0.05，**P<0.01，纵坐标示痛单位为叠加10次总脉冲数
3 讨论
, 百拇医药
很多报道已说明，IL-2在免疫及中枢神经系统中发挥着重要的调节作用，如对精氨酸血管加压素、促肾上腺皮质激素和促肾上腺皮质激素释放激素的分泌起调节作用，对下丘脑神经分泌神经元的电活动影响[3]。中枢神经系统内存在内源性IL-2及其受体，且IL-2能特异地与阿片受体相结合。IL-2能够维持神经元的存活，促进轴索生长，影响神经胶质细胞的分化及成熟[2]。近年来的研究又指出了IL-2在中枢镇痛方面的重要作用。IL-2能竞争性抑制阿片样物质对鼠脑阿片受体的特异性结合。IL-2侧脑室给药，能提高大鼠痛阈，而纳洛酮能拮抗这种作用[4]，充分说明了IL-2发挥免疫调节和中枢镇痛作用，可能是通过不同的受体机制得以实现。
最近的研究进一步探讨了IL-2的中枢镇痛作用途径。发现IL-2分子具有相互独立的免疫和镇痛双功能位点。采用核团微穿法及放射免疫法检测侧脑室注射IL-2后不同时间内脑内一些核团β-内啡肽及亮-脑啡肽的含量有明显变化[4]。这些核团包括边缘系统中的室旁核、蓝斑核等，而研究又发现内源性阿片肽抗血清与IL-2能够发生明显的交叉反应，表示IL-2与内源性阿片肽分子之间存在共同的抗原决定簇，两者在结构和功能上有相似性[4]。推测出，IL-2的中枢镇痛作用可能主要是由IL-2与脑内阿片受体直接结合所介导。
, http://www.100md.com
海马是大脑皮质边缘系统的重要组分，能接受各种传入信息，是实现针刺镇痛的整合部位，我们的实验也多次证实海马痛单位参与痛觉的调制，且与海马内阿片肽系统有关[6]。海马有低密度阿片受体及内源性配基。海马痛单位活动与中脑导水管周围灰质(PAG)的内源性吗啡样纤维系统的活动有关[5]。IL-2是否也通过PAG的阿片肽系统来影响海马痛单位的放电活动，本实验使用侧脑室注射法，观察了IL-2对海马痛单位放电活动的影响，结果显示，IL-2能使海马痛兴奋单位放电频率明显减少(P<0.01),再一次说明了IL-2具有中枢镇痛作用，其作用途径可能通过PAG而发挥。McAb能阻断IL-2的这种抑制效应，以及纳洛酮能拮抗IL-2对海马痛放电的抑制，说明IL-2的特异性作用是与阿片受体的直接结合有关。
参考文献
1 蒋春雷，徐荻.白细胞介素-2中枢镇痛作用途径的探讨.生理学报，1996，48(3)：243～248
, http://www.100md.com
2 Raber J.IL-2 induces Vasopressin relense from the hypothalamus and the amygdala.J Neurosci,1994,14(2):6 187～6 195
3 Benveniste EN,Merrizz JE.Stimulation of oligodendroglial proliferation and maturation by interleukin-2.Nature,1986,321(4):610～613
4 蒋春雷，徐祚荻.白细胞介素-2新的功能位点及其中枢镇痛作用.神经科学，1994，1(2)：21～25
5 刘祚周.海马结构在痛觉调制和针刺镇痛中的反应.针刺研究，1987，14(3)：447
6 覃筱燕，黄忠致.刺激家兔隔核对海马痛单位电活动的影响.广西医科大学学报，1997，14(4)：55～57
收稿日期：1998-12-16, http://www.100md.com
单位：覃筱燕 黄忠致 广西医科大学生理教研室 南宁 530021
关键词：白细胞介素-2；纳洛酮；海马；痛单位
广西医科大学学报990310
摘要 目的：探讨白细胞介素-2对海马痛单位的影响及其可能机制。方法：本实验采用侧脑室给药法，参照Sawyer兔脑图谱，用SN-2型推进器以2 μm/s速度将玻璃微电极插入海马P2～5，L3～6，H6～9处引导神经元自发放电。在P1L4，5H6处埋不锈钢套管，用牙托水配牙托粉固定，作脑室注射用。结果：共引导205个海马放电神经元，选择对伤害性刺激起反应的海马痛单位60个，侧脑室分别注射不同剂量的白细胞介素-2(IL-2)及其受体阻断剂抗IL-2单克隆抗体(McAb)和阿片受体阻断剂纳洛酮后，发现IL-2能抑制大部分的海马痛单位放电,而此作用被McAb所阻断。纳洛酮能反转IL-2对海马痛单位放电的抑制作用(P<0.01)。结论：IL-2能抑制海马痛神经元的放电，其作用机制可能与阿片受体系统有关。
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EFFECT OF INTERLEUKIN-2 INJECTED INTO THE LATERAL VENTRICLE ON PAIN UNITS OF HIPPOCAMPUS
Qin Xiaoyan,Huang Zhongzhi
Department of Physiology,Guangxi Medical University,Nanning 530021
Abstract Objective:This study investigates the effect of intracerebroventricular injection of IL-2 on the pain unit of HPC and probable mechanism in conscious paralytic rabbits.Methods:Refering to Sawyer's “The rabbit diencephalon in stereotaxic coordix nates”,putting grass microelectrodes into P2～5,L3～6,H6～9 of the HPC in 2 μm/s by SN-2 to induce discharge of neurons.Results:The most discharge electric frequency of HPC decreased significantly after injecting IL-2 in differnt dose (50,200,500 pmol/10 μl) into the lateral vertricle of rabbits after 30,50,70 min,and this effect was abolished by McAb to IL-2.Naloxone could abolish the inhibitive effect of descharge electric frequency of IL-2 on HPC pain units.Conclusion:IL-2 could inhibit the discharge electric frequency of HPC pain units;Naloxone could abolish this inhibitive effect of IL-2,suggesting that inhibitive effect of IL-2 on pain units of HPC is related to opiate receptors.
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Key words interleukin-2;naloxone;HPC;pain unit;lateral ventricle
近年来，愈来愈多的研究表明IL-2不仅是重要的免疫调节因子，具有中枢调节作用,而且还具有中枢镇痛作用[1]。脑内存在着内源性IL-2及其相应受体。第二军医大学神经生物组报道，IL-2分子具有相互独立的镇痛和免疫功能位点，IL-2的中枢镇痛作用与阿片受体有关，其作用途径可能与脑内一些核团的β-内啡肽及亮-脑啡肽的变化有关[2]。本实验意在探讨IL-2对海马痛单位放电有无影响及可能的机制。
1 材料和方法
健康家兔30只，体质量1.5～2.5 kg，常规麻醉后手术暴露有关脑区与腓神经(作伤害性刺激)。动物固定在SN-2型脑立体定位仪上，用三碘季胺酚制动，人工呼吸条件下进行实验。参照Saywer兔脑图谱(下同)用SN-2型推进器以2μm/s速度将玻璃微电极插入海马P2～5，L3～6，H6～9处引导海马单位放电。用普通电极刺激腓神经(参数：频率200次/s，波宽0.5 ms，串长60 ms，电压20～25 V)。在P1L4，5H6处埋藏套管作脑室注射用。IL-2(中国科学院生物化学研究所)剂量分别为5，20，50 μmol/L；McAb(第一军医大学免疫学教研室)用5 ml，注射IL-2前1 h给药；纳洛酮采用30 μmol/L，注射IL-2前5 min给药。每实验组均设生理盐水对照组。采用侧脑室给药方式，药物在3 min内注射完毕。海马单位放电经跟随器放大器在示波器显示，并存于磁带上。借助DAAS-1型生物信号分析仪处理。实验后用普鲁士蓝打点法制成1 mm厚脑片，鉴定引导电极尖端位置。统计学处理方法采用t检验。
, http://www.100md.com
2 结果
2.1 IL-2抑制海马痛单位放电的作用
共引导海马单位205个，选择对伤害性刺激起反应的海马痛单位20个，其中对伤害性刺激起增频反应的称为痛兴奋神经元(PEN)14个；而起减频反应的称为痛抑制神经元(PIN)6个，分别以5，20，50 μmol/L 3个不同剂量的IL-2作侧脑室注射给药，并设生理盐水实验对照组。结果用药后30、50、70 min，发现12个PEN(占PEN的85.71%)及2个PIN(占PIN的33.33%)受到不同程度的明显的抑制，即自发放电及对伤害性刺激的放电频率明显减少，其中以用药后50 min显著，与生理盐水对照组相比，统计有显著性差异(P<0.001)，见图1。
2.2 抗IL-2单克隆抗体McAb阻断IL-2对海马痛单位的抑制作用
选取20个海马痛单位，其中15个PEN，5个PIN，分别用20 μmol/L在脑室注射IL-2前1 h用药，发现14个PEN及4个PIN(占痛单位的90%)对IL-2的减频效应可不同程度的被McAb阻断。与生理盐水对照组相比有显著性差异(P<0.01)，说明抑制的减频效应为IL-2特异性作用所致，见图1。
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2.3 纳洛酮拮抗IL-2抑制海马痛单位放电的作用
选取20个海马痛单位，包括18个PEN，2个PIN，分别用30 μmol/L的纳洛酮在脑室注射IL-2前5 min用药，发现纳洛酮能有效地拮抗IL-2对海马痛单位的抑制性作用，与生理盐水对照组相比有显著差异(P<0.01)。表明IL-2的抑制效应与阿片肽受体有关，见图1。
图1 白细胞介素-2对海马痛单位的影响(4号PEN)
-O-正常放电；-▲-20 μmol/L IL-2；-●-20 μmol/L McAb+IL-2;-■-30 μmol/L纳洛酮+IL-2，*P<0.05，**P<0.01，纵坐标示痛单位为叠加10次总脉冲数
3 讨论
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很多报道已说明，IL-2在免疫及中枢神经系统中发挥着重要的调节作用，如对精氨酸血管加压素、促肾上腺皮质激素和促肾上腺皮质激素释放激素的分泌起调节作用，对下丘脑神经分泌神经元的电活动影响[3]。中枢神经系统内存在内源性IL-2及其受体，且IL-2能特异地与阿片受体相结合。IL-2能够维持神经元的存活，促进轴索生长，影响神经胶质细胞的分化及成熟[2]。近年来的研究又指出了IL-2在中枢镇痛方面的重要作用。IL-2能竞争性抑制阿片样物质对鼠脑阿片受体的特异性结合。IL-2侧脑室给药，能提高大鼠痛阈，而纳洛酮能拮抗这种作用[4]，充分说明了IL-2发挥免疫调节和中枢镇痛作用，可能是通过不同的受体机制得以实现。
最近的研究进一步探讨了IL-2的中枢镇痛作用途径。发现IL-2分子具有相互独立的免疫和镇痛双功能位点。采用核团微穿法及放射免疫法检测侧脑室注射IL-2后不同时间内脑内一些核团β-内啡肽及亮-脑啡肽的含量有明显变化[4]。这些核团包括边缘系统中的室旁核、蓝斑核等，而研究又发现内源性阿片肽抗血清与IL-2能够发生明显的交叉反应，表示IL-2与内源性阿片肽分子之间存在共同的抗原决定簇，两者在结构和功能上有相似性[4]。推测出，IL-2的中枢镇痛作用可能主要是由IL-2与脑内阿片受体直接结合所介导。
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海马是大脑皮质边缘系统的重要组分，能接受各种传入信息，是实现针刺镇痛的整合部位，我们的实验也多次证实海马痛单位参与痛觉的调制，且与海马内阿片肽系统有关[6]。海马有低密度阿片受体及内源性配基。海马痛单位活动与中脑导水管周围灰质(PAG)的内源性吗啡样纤维系统的活动有关[5]。IL-2是否也通过PAG的阿片肽系统来影响海马痛单位的放电活动，本实验使用侧脑室注射法，观察了IL-2对海马痛单位放电活动的影响，结果显示，IL-2能使海马痛兴奋单位放电频率明显减少(P<0.01),再一次说明了IL-2具有中枢镇痛作用，其作用途径可能通过PAG而发挥。McAb能阻断IL-2的这种抑制效应，以及纳洛酮能拮抗IL-2对海马痛放电的抑制，说明IL-2的特异性作用是与阿片受体的直接结合有关。
参考文献
1 蒋春雷，徐荻.白细胞介素-2中枢镇痛作用途径的探讨.生理学报，1996，48(3)：243～248
, http://www.100md.com
2 Raber J.IL-2 induces Vasopressin relense from the hypothalamus and the amygdala.J Neurosci,1994,14(2):6 187～6 195
3 Benveniste EN,Merrizz JE.Stimulation of oligodendroglial proliferation and maturation by interleukin-2.Nature,1986,321(4):610～613
4 蒋春雷，徐祚荻.白细胞介素-2新的功能位点及其中枢镇痛作用.神经科学，1994，1(2)：21～25
5 刘祚周.海马结构在痛觉调制和针刺镇痛中的反应.针刺研究，1987，14(3)：447
6 覃筱燕，黄忠致.刺激家兔隔核对海马痛单位电活动的影响.广西医科大学学报，1997，14(4)：55～57
收稿日期：1998-12-16, http://www.100md.com