慢性疼痛相關(guān)MicroRNA的研究進(jìn)展

董環(huán) 郝冉 宋園園 張鵬 胡潔

1河北醫(yī)科大學(xué)護(hù)理學(xué)院研究中心（石家莊050017）；2航天中心醫(yī)院護(hù)理部（北京100049）

慢性疼痛是一類臨床上普遍存在且難治的疾病，嚴(yán)重影響患者的生存質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上至少有20%人口飽受慢性疼痛折磨［1］。慢性疼痛發(fā)生機(jī)制復(fù)雜，主要包括傷害性感受、外周敏化和中樞敏化［2］。機(jī)體接受傷害性刺激后，損傷部位釋放致痛物質(zhì)致敏傷害性感受器，繼而背根神經(jīng)節(jié)（dorsal root ganglia，DRG）發(fā)放異位沖動(dòng)增加突觸傳遞，導(dǎo)致低強(qiáng)度的刺激也可引發(fā)疼痛，即形成“外周敏化”；在脊髓水平，神經(jīng)遞質(zhì)受體活化增加，同時(shí)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞激活并釋放促炎因子，造成背角神經(jīng)元興奮性增強(qiáng)，并將傷害信息上傳至大腦，引起疼痛反應(yīng)及下行調(diào)制作用，形成“中樞敏化”［2］。

目前研究表明，表觀遺傳學(xué)修飾參與慢性疼痛的發(fā)生發(fā)展過程，其中DNA甲基化、組蛋白修飾和MicroRNA（miRNA）是3種常見的表觀遺傳學(xué)修飾［3］。miRNA是一類長度約22個(gè)核苷酸的非編碼RNA，可通過序列互補(bǔ)結(jié)合到靶mRNA的3′UTR區(qū)，抑制翻譯或促進(jìn)靶mRNA降解，調(diào)控細(xì)胞表型及功能［4］。研究發(fā)現(xiàn)在慢性疼痛中存在大量差異表達(dá)的miRNA，對其表達(dá)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可加重或減輕疼痛。miRNA表達(dá)調(diào)控存在多個(gè)水平，包括外周、脊髓和大腦，另外在外周血中也存在部分差異表達(dá)的miRNA作為疼痛的潛在標(biāo)志物［5?6］。根據(jù)文獻(xiàn)的匯總結(jié)果，本文將主要從異位神經(jīng)沖動(dòng)、神經(jīng)遞質(zhì)受體活化、炎癥反應(yīng)3個(gè)方面探討慢性疼痛相關(guān)miRNA或miRNA簇（表1），并對其參與慢性疼痛機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行概述。

1 異位神經(jīng)沖動(dòng)相關(guān)miRNA

1.1 miR?183簇 miR?183簇包括miR?183、miR?96和miR?182。在慢性疼痛中miR?183簇在大鼠DRG中低表達(dá)，并與離子通道導(dǎo)致的異位神經(jīng)沖動(dòng)有關(guān)［7?8］。PENG 等［7］發(fā)現(xiàn)，在SNI模型中，miR?183簇通過酪氨酸激酶受體B陽性的低閾值機(jī)械感覺神經(jīng)元控制痛覺敏感性，其靶基因CACNA2D編碼電壓門控鈣通道的輔助亞基α2δ，并在人和小鼠DRG中高度保守。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR?183簇通過靶向作用于主要的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子，間接控制超過80%的神經(jīng)病理性疼痛相關(guān)基因的表達(dá)。此外，LIN等［8］證實(shí)miR?183/96與電壓門控鈉通道有關(guān)，在SNL模型中，DRG中miR?183/96表達(dá)下調(diào)，其靶基因Nav1.3表達(dá)上調(diào)，過表達(dá)miR?183/96能抑制Nav1.3的表達(dá)，并減輕神經(jīng)病理性疼痛。

1.2 其他miRNA 目前研究發(fā)現(xiàn)，慢性疼痛中存在多種miRNA可通過調(diào)節(jié)離子通道亞基表達(dá)影響異位神經(jīng)沖動(dòng)的發(fā)放。miRNA?30b在SNI和SNL的DRG中均表達(dá)下調(diào)，并分別靶向作用于SCN9A（編碼Nav1.7）和SCN3A（編碼Nav1.3），從而誘導(dǎo)疼痛［9?10］。miR?17?92 簇是一個(gè)高度保守的基因簇，編碼6個(gè)不同的miRNA。SAKAI等［11］發(fā)現(xiàn)，miR?17?92簇在SNL的DRG中表達(dá)上調(diào)，并靶向調(diào)節(jié)電壓門控鉀通道及其亞基參與疼痛調(diào)節(jié)，但在CFA模型中表達(dá)未發(fā)生改變，揭示了miR?17?92簇在慢性疼痛動(dòng)物模型中存在不同的表達(dá)模式。LU等［12］研究證實(shí)，在SNI的DRG中miR?449a通過抑制瞬時(shí)受體電位陽離子通道亞族A成員1（transient receptor potential A1，TRPA1）和鈣激活鉀通道亞基α1（編碼基因KCNMA1）的表達(dá)可減輕疼痛。此外，在癌痛模型中，DRG中miR?34c?5p和miR?1a?3p表達(dá)上調(diào)，并分別靶向 Cav2.3和 Clcn3參與疼痛調(diào)節(jié)［13?14］。

2 神經(jīng)遞質(zhì)受體活化相關(guān)miRNA

2.1 miR?183 XIE等［15］證實(shí)，在CCI模型中，脊髓背角中miR?183表達(dá)下調(diào)，并靶向作用于哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）調(diào)節(jié)下游血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表達(dá)，即通過抑制mTOR/VEGF信號通路，抑制AMPA受體表達(dá)，從而減輕疼痛。ZHOU等［16］在CCI中發(fā)現(xiàn)，脊髓中miR?182?5p通過靶向抑制酪氨酸激酶Ephb1受體的表達(dá)減輕神經(jīng)元敏感性及痛覺過敏，并證明此過程由NMDA受體調(diào)節(jié)?？傊诼蕴弁粗衜iR?183簇在脊髓背角中可能與谷氨酸受體調(diào)節(jié)的背角神經(jīng)元興奮性有關(guān)。

2.2 miR?212/132簇 XIA 等［17］在CCI中證實(shí)，環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP response element binding protein，CREB）和CREB依賴的轉(zhuǎn)錄共激活因子（CREB?regulated transcription coactivator 1，CRTC1）與miR212/132之間存在正反饋?zhàn)饔茫琋R2B?CRTC1/CREB?miR212/132信號通路在CCI中發(fā)揮關(guān)鍵作用，鞘內(nèi)注射CRTC1/CREB腺病毒載體及miR212/132反義鎖核酸抑制其表達(dá)可減輕痛覺過敏；另外有研究表明，在癌痛模型中，CRTC1/CREB與miR212/132之間亦存在正反饋?zhàn)饔茫?8?19］，但 miR?212/132 在 CCI和癌痛模型中表達(dá)模式不同。LEINDERS等［20］在SNI的脊髓及DRG中均發(fā)現(xiàn)miR?132?3p表達(dá)明顯上調(diào)，并證實(shí)其靶向調(diào)節(jié)脊髓中AMPA受體的GluA1亞基從而加重疼痛?？傊珻RTC1/CREB?miR?132/212通路與NMDA及AMPA受體的表達(dá)密切相關(guān)，并在慢性疼痛中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

2.3 其他miRNA HUANG等［21］首次證明，在化療藥物紫杉醇和前根切斷誘導(dǎo)的神經(jīng)病理性疼痛模型中，脊髓背角神經(jīng)元中的γ?氨基丁酸（γ?aminobutyric acid，GABA）能突觸功能明顯受損，敲低或抑制miR?500后可通過靶向調(diào)節(jié)Gad1基因，促進(jìn)GAD67的表達(dá)并改善GABA能突觸功能，從而減輕神經(jīng)病理性疼痛。DING等［22］證實(shí)在CCI的對側(cè)前扣帶皮層中，miR?539表達(dá)下調(diào)，并靶向調(diào)節(jié)NR2B亞基從而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，選擇性抑制含有NR2B亞基的NMDA受體后疼痛減輕，揭示miR?539通過調(diào)節(jié)NR2B的表達(dá)并影響NMDA受體活性，參與疼痛調(diào)節(jié)。

表1 慢性疼痛相關(guān)miRNATab.1 miRNA associated with chronic pain

3 炎癥反應(yīng)相關(guān)miRNA

3.1 miR?146 miR?146是目前研究較多的參與炎癥信號通路的miRNA。WEI等［23］研究表明，在SCI模型的脊髓中miR?146表達(dá)上調(diào)，并靶向調(diào)節(jié)白介素?1受體相關(guān)激酶1（IL?1 receptor?associated kinase 1，IRAK1）和腫瘤壞死因子受體相關(guān)蛋白6（TNF receptor?associated factor 6，TRAF6），從而抑制促炎因子釋放，發(fā)揮抗炎作用。LU等［24］證實(shí)，在SNL的星形膠質(zhì)細(xì)胞中miR?146a?5p表達(dá)上調(diào)，并負(fù)向調(diào)節(jié)TRAF6及下游通路JNK/CCL2。同時(shí)證明激活通路TRAF/JNK能上調(diào)miR?146a?5p的表達(dá)水平，提示miR?146a?5p可能通過炎癥通路參與疼痛調(diào)節(jié)。

3.2 miR?155 miR?155是一種多功能miRNA，由其下游基因介導(dǎo)，參與多種生理病理過程。研究表明在CCI中脊髓miR?155表達(dá)上調(diào)，通過靶向結(jié)合細(xì)胞因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子1（suppressor of cytokine signalling 1，SOCS1）可促進(jìn)核轉(zhuǎn)錄因子?κB（nuclear factor?κB，NF?κB）和p38絲裂原活化蛋白激酶的活化，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，從而加重痛覺過敏［25］。血清和糖皮質(zhì)激素調(diào)節(jié)蛋白激酶（serum and gluco?corticoid regulated protein kinase，SGK）在小膠質(zhì)細(xì)胞中負(fù)向調(diào)節(jié)多種炎癥因子并抑制NF?κB信號通路轉(zhuǎn)導(dǎo)從而發(fā)揮抗炎作用［34］。LIU等［26］在CCI的脊髓中證實(shí)了miR?155的另一個(gè)靶基因SGK3，miR?155通過靶向調(diào)節(jié)SGK3促進(jìn)炎癥反應(yīng)，從而發(fā)揮致痛作用。此外，HEYN等［6］發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)病理性疼痛患者外周血中miR?155表達(dá)上調(diào)，并靶向調(diào)節(jié)去乙?；?，抑制初始CD4+T細(xì)胞分化為Treg細(xì)胞，促進(jìn)炎癥反應(yīng)，從而加重痛覺過敏?？傊?，miR?155可能通過發(fā)揮促炎作用參與疼痛調(diào)節(jié)。

3.3 miR?141 高遷移率族蛋白1（high?mobility group box 1，HMGB1）在神經(jīng)病理性疼痛中發(fā)揮關(guān)鍵作用，抗HMGB1抗體已被證實(shí)可減輕神經(jīng)性疼痛［35］。ZHANG等［27］發(fā)現(xiàn)，在CCI的DRG中miR?141表達(dá)下調(diào)，并靶向調(diào)節(jié)HMGB1，過表達(dá)miR?141可通過抑制促炎細(xì)胞因子釋放發(fā)揮抗炎作用，從而減輕疼痛。同時(shí)，此效應(yīng)在CFA的脊髓中也得到證實(shí)［28］。揭示了miR?141在慢性疼痛中可能通過抑制炎癥反應(yīng)參與疼痛調(diào)節(jié)。

3.4 miR?1 在周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞中亦存在疼痛相關(guān)miRNA。NEUMANN等［29］研究發(fā)現(xiàn)，在CCI的坐骨神經(jīng)中，miR?1表達(dá)下調(diào)，其靶基因腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain?derived neurotrophic factor，BDNF）及Cx43表達(dá)上調(diào)，過表達(dá)miR?1可減輕痛覺過敏；而在DRG和脊髓中miR?1表達(dá)未改變。之后，該團(tuán)隊(duì)證明敲低BDNF也可造成miR?1表達(dá)下調(diào)，提示miR?1與BDNF之間可能存在負(fù)反饋環(huán)路［36］。

3.5 其他miRNA 與miR?155類似，在CCI的脊髓中miR?19a及miR?221均表達(dá)上調(diào)，并靶向調(diào)節(jié)SOCS1的表達(dá)參與疼痛調(diào)節(jié)［30?31］，其中，miR?221亦被證實(shí)可通過促進(jìn)NF?κB和p38絲裂原活化蛋白激酶信號通路的活化發(fā)揮促炎作用［31］。LEINDERS等［20］研究發(fā)現(xiàn)，在周圍神經(jīng)病變患者的白細(xì)胞中miR?132?3p表達(dá)上調(diào)，并進(jìn)一步在SNI中證實(shí)，脊髓及DRG中miR?132?3p亦表達(dá)上調(diào)，鞘內(nèi)注射miR?132?3p抑制劑后小膠質(zhì)細(xì)胞活化增加且疼痛加重，揭示miR?132?3p在神經(jīng)病理性疼痛中的重要作用。在SNL中，脊髓背角神經(jīng)元中miR?186?5p表達(dá)下調(diào)，過表達(dá)miR?186?5p可通過靶向調(diào)節(jié)CXCL13/CXCR5/ERK通路促進(jìn)星形膠質(zhì)細(xì)胞活化，從而減輕疼痛［32］。CHEN等［33］發(fā)現(xiàn)，在CFA的脊髓中miR?16表達(dá)下調(diào)，其靶基因?yàn)镽as相關(guān)蛋白23，過表達(dá)miR?16可通過抑制Ras相關(guān)蛋白23及p38/MAPK信號通路活性使疼痛減輕。

總之，miRNA參與慢性疼痛的神經(jīng)傳導(dǎo)和免疫過程，并可能作為“主開關(guān)”調(diào)節(jié)特定的基因表達(dá)。盡管目前在不同的慢性疼痛模型中已發(fā)現(xiàn)較多疼痛相關(guān)miRNA，但由于miRNA在體內(nèi)存在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控系統(tǒng)，因此，針對疼痛傳導(dǎo)通路的不同部位來探究miRNA的作用機(jī)制尤為重要，目前研究部位主要集中于DRG和脊髓，很少涉及外周神經(jīng)和大腦；miRNA的作用機(jī)制主要包括DRG中異位沖動(dòng)發(fā)放、脊髓中神經(jīng)遞質(zhì)受體活化及炎癥反應(yīng)，細(xì)胞自噬等其他相關(guān)機(jī)制研究尚少。此外，目前尚缺乏關(guān)于炎性疼痛及癌痛動(dòng)物模型的研究，這在一定程度上限制了對慢性疼痛相關(guān)miRNA的深入研究。因此，進(jìn)一步研究及闡明miRNA在慢性疼痛中的作用機(jī)制有助于理解慢性疼痛的發(fā)生發(fā)展過程，并為臨床治療提供新策略。

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