组蛋白去甲基化酶Jmjd3调节腺嘌呤代谢在针刺治疗神经病理痛中的机制

Neuropathic pain is an incurable, chronic disease with a high morbidity. Our previous work found that acupuncture treatments inhibit microglial activation in spinal cord to alleviate the neuropathic pain, however, the underlying mechanism is unclear. Increased adenosine triphosphate(ATP) release after peripheral nerve injury will activate the microglia; while its hydrolysate product, adenosine, will inhibit microglia activation with A2A receptor binding, and it also has an analgesic effect after binding to A1A receptor on neuron. 5'-nucleotidase transcription is regulated by histone demethylase Jmjd3, which promotes the hydrolysis of ATP to adenosine, and consequently reduces miacroglial activation in spinal cord. We intend to use sciatic nerve chronic constriction model and find the effect of acupuncture treatment on their pain threshold, expression of adenine nucleotides, 5'-nucleotidase and Jmjd3 protein. Furthermore, we plan to use interventions like receptor blocker, 5'-nucleotidase and Jmjd3 protein regulators to further explore the mechanism of purine signaling in the treatment of neuropathic pain by acupuncture.In this study, we try to explore the mechanism of acupuncture treatment of neuropathic pain from the perspective of epigenetic regulation of purine signaling, which may provide a new target for the treatment of neuropathic pain and optimize the acupuncture treatment.

神经病理痛发病率高，缺乏有效治疗手段。我们前期工作发现针刺能抑制脊髓小胶质细胞过度活化缓解神经病理痛，但具体机制尚不清楚。周围神经损伤后脊髓释放大量ATP激活小胶质细胞；ATP水解产物腺苷结合小胶质细胞A2A受体可抑制其活化，结合神经元A1受体能显著镇痛；组蛋白去甲基化酶Jmjd3能够调节5’-核苷酸酶转录。据此我们提出假说：针刺通过抑制脊髓Jmjd3，增加5’-核苷酸酶表达，促使ATP水解为腺苷，减轻脊髓小胶质细胞活化。本课题拟采用坐骨神经慢性结扎模型，观察针刺治疗对痛阈、腺嘌呤核苷酸、5’-核苷酸酶及Jmjd3蛋白表达等的影响，并通过受体阻断、调节5’-核苷酸酶及Jmjd3表达等手段，探索嘌呤信号在针刺治疗神经病理痛中的机制。本研究从表观遗传调控嘌呤信号角度阐述针刺治疗神经病理痛的机理，为寻找治疗的新靶点及优化针刺治疗方案提供依据。

针刺是缓解神经性疼痛的有效方法，但其潜在作用机制仍不清楚。我们使用针刺治疗慢性坐骨神经缩窄损伤（CCI）的神经病理性疼痛小鼠模型，并使用荧光发光测定胞外ATP，定量逆转录酶-聚合酶链反应和蛋白质印迹测定ATP水解酶表达水平，免疫组织化学检测脊髓及背根神经节胶质细胞的激活情况，并检测小鼠治疗前后的疼痛行为学。此外，在培养的背根神经节神经元中研究了膜蛋白PAP的降解，并使用免疫沉淀评估了针刺对这种PAP降解的抑制作用。结果显示针刺治疗减轻了 CCI 手术引起的机械痛敏。此外，在针刺治疗组小鼠的背根神经节和脊髓背角中，细胞外 ATP 显著降低。 L4-L5 背根神经节中的PAP蛋白表达增加而mRNA不变，通过背根神经节显微注射病毒抑制 PAP 表达，从而逆转了针刺的镇痛作用。在培养的 DRG 神经元中，我们的结果显示通过抑制网格蛋白介导的内吞途径可以增加PAP的蛋白丰度； 并且针刺治疗抑制了衔接蛋白复合物 2 的磷酸化，从而降低了膜 PAP 的内吞作用。我们的结果表明针刺治疗通过减少内吞作用抑制PAP降解并随后促进背根神经节中的 ATP水解，从而减轻了小鼠外周神经损伤引起的机械痛敏。