慢性痛的表觀遺傳學機制研究.pdf

1、疼痛是臨床上最常見的癥狀之一，外周組織損傷或疾病產(chǎn)生的疼痛若不及時治療或治療方案和藥物使用不恰當，急性疼痛往往發(fā)展成慢性疼痛（持續(xù)時間大于3個月）。慢性痛的形成，需要大量基因共同參與，最近研究報道，慢性神經(jīng)痛大鼠脊髓背根節(jié)上12.4％的基因表達上調(diào)而7％的卻下降。這些基因的產(chǎn)物可以長時程地、穩(wěn)定地調(diào)控慢性痛產(chǎn)生所需要的神經(jīng)網(wǎng)絡適應性，而持續(xù)穩(wěn)定地改變基因表達、可遺傳性，是表觀遺傳調(diào)控兩個最主要特征。我們以往的工作表明，持續(xù)痛環(huán)境下，眾多

2、表觀遺傳標志蛋白表達發(fā)生了改變，并伴隨大量基因表達的變化。因此，我們提出假設，表觀遺傳調(diào)控的基因轉(zhuǎn)錄活性變化介導了慢性痛的產(chǎn)生和維持。然而，在持續(xù)疼痛的環(huán)境下，疼痛相關(guān)的中樞神經(jīng)組織和系統(tǒng)，表觀遺傳標志物和基因表達模式發(fā)生了何種變化，這些表觀遺傳標志物如何調(diào)控了這些基因表達變化，及其如何貢獻于慢性痛的形成，尚不明朗。
　　疼痛誘導的表觀遺傳學改變是一個可逆過程，因此，理論上恢復疼痛處理系統(tǒng)中異常的表觀遺傳形態(tài)，會解除疼痛，抑制慢性

3、痛的形成。越來越多的研究集中在識別和制定新的藥物，主要是針對轉(zhuǎn)錄機制中可以扭轉(zhuǎn)疼痛帶來的表觀遺傳變化的調(diào)控元件。眾多作用于表觀遺傳修飾系統(tǒng)的化合物可以有效地對抗癌癥細胞，如組蛋白去乙?；敢种苿┊惲u肟酸(SAHA，也稱沃雷諾司)，已通過美國FDA批準。表觀遺傳療法用于癌癥的初步成效為類似的方法解決慢性痛做好了準備，這是有別于傳統(tǒng)疼痛癥狀治療的新方法。
　　基于以上提出的問題，本研究聯(lián)合運用生物化學、分子生物學、免疫組織化學、電生理

4、學、病毒和行為學等技術(shù)手段研究慢性痛環(huán)境下，中樞神經(jīng)系統(tǒng)表觀遺傳調(diào)控的基因表達活性改變?nèi)绾呜暙I于慢性痛產(chǎn)生，在此基礎上提出緩解疼痛的可能方案。本研究主要發(fā)現(xiàn):
　　1)持續(xù)炎性狀態(tài)下，組蛋白乙?；{(diào)控的BDNF表達增加，通過激活TrkB，經(jīng)過PLC-PKC信號通路啟動中縫大核(NRM)中GluA1亞基的突觸轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生慢性疼痛行為。
　　2) HDAC抑制劑增加GAD65活性，恢復GABA突觸的抑制功能，并減輕痛敏行為。我們進

5、一步研究發(fā)現(xiàn)，BDNF-TrkB信號通路調(diào)節(jié)的GAD65在突觸末端聚集，對HDAC抑制劑誘導的鎮(zhèn)痛中具有至關(guān)重要的作用。
　　3)神經(jīng)損傷狀態(tài)下HDAC抑制劑表觀遺傳上調(diào)神經(jīng)生長因子(NGF)表達，后者通過TrkA-PLC-IP3-CaMKⅡ信號通路介導DOR（δ阿片受體）突觸遷移。δ阿片受體激動劑與HDAC藥物聯(lián)合使用緩解疼痛行為。
　　4)阿片類藥物在鎮(zhèn)痛的同時，可產(chǎn)生強烈的獎賞效應，從而導致藥物濫用和成癮的風險。過去一

6、直認為疼痛誘導的負向情緒可以抑制藥物濫用，本研究卻發(fā)現(xiàn)，疼痛增加了嗎啡獎賞效應，降低嗎啡產(chǎn)生獎賞效應的閾值。慢性痛模型的小鼠大腦中央杏仁核(CeA)，組蛋白二甲基化轉(zhuǎn)移酶G9a的表達發(fā)生明顯下調(diào)，繼而降低了眾多疼痛相關(guān)基因啟動子上的組蛋白二甲基化水平，使得這些基因的轉(zhuǎn)錄活性增加。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，G9a表達下調(diào)是通過MeCP2調(diào)控的表觀遺傳學機制。此外，MeCP2可實現(xiàn)特異性調(diào)控谷氨酸神經(jīng)元的活性。我們在表觀遺傳水平揭示了MeCP2-G