Endophilin A2调控DRG神经元Nav1.7膜转位介导神经病理性疼痛的机制研究

Neuropathic pain is an important clinical problem, and the mechanism is not clear. Endophilin A2 is widely distributed in the nervous system and regulates many functions, while the role of Endophilin A2 in neuropathic pain is not clear. Our previous findings suggested that: 1) nerve injury significantly increased the abundance of Endophilin A2 and promoted the interaction with Nav1.7 in the dorsal root ganglion (DRG) tissues; 2) neutralized Endophilin A2 significantly inhibited the hyperexcitability of DRG neurons, neuropathic pain and trafficking of Nav1.7; 3) Endophilin A2 interacts with KIF5B in SNI rats’ DRG tissues. So we hypothesized that the increased Endophilin A2 interacts with KIF5B and Nav1.7 to form a complex, which promote the trafficking of Nav1.7 and contribute to neuropathic pain. In this project, the patch clamp and a variety of molecular biology techniques will be used to identify the functional role of Endophilin A2 in neuropathic pain and explore the mechanism of Nav1.7 trafficking. Our study will provide novel molecular target for prevention and therapy of neuropathic pain.

神经病理性疼痛是困扰临床的重要难题，机制不清。内吞蛋白Endophilin A2广泛分布于神经系统，调控多种功能，但其在病理性疼痛中的作用还未有研究。前期预实验显示：1)神经损伤上调大鼠背根神经节（DRG）Endophilin A2的表达，且促进其与Nav1.7结合；2)鞘内给予Endophilin A2中和性抗体，不仅能降低神经损伤诱导的DRG神经元兴奋性增强，缓解神经病理性疼痛，还抑制Nav1.7膜转位；3)Endophilin A2与驱动蛋白KIF5B相结合。据此我们推测：Endophilin A2可能通过与Nav1.7和KIF5B形成复合体，在KIF5B的驱动下，调控Nav1.7膜转位，介导神经病理性疼痛。本项目拟采用膜片钳和多种分子生物学技术，明确Endophilin A2在神经病理性疼痛中的作用，并深入探讨其调控Nav1.7膜转位的分子机制，为防治神经病理性疼痛提供新的靶点。

在本项目的支持下，我们取得如下成果：.1、内吞蛋白Endophilin A2高表达于背根神经节（DRG）神经元，且主要表达于NF200阳性神经元。神经损伤后，小鼠DRG组织Endophilin A2表达上调。鞘内给予Endophilin A2 敲低病毒，能缓解神经损伤、化疗药以及炎性物质引起的病理性疼痛。重要的是，条件性敲除NF200阳性神经元中的Endophilin A2也可缓解神经损伤、化疗药以及炎性物质引起的病理性疼痛。Endophilin A2调控疼痛的机制是与Nav1.7结合，神经损伤能促进两者的结合。条件性敲除NF200阳性神经元中的Endophilin A2，显著抑制Nav1.7膜转位，介导神经病理性疼痛。进一步Endophilin A2调控Nav1.7膜转位的机制是Endophilin A2与动力蛋白KIF5B相结合，结合区域是BAR domain。以上结果证实了我们的假说：Endophilin A2与Nav1.7和KIF5B形成复合体，在KIF5B的驱动下，调控Nav1.7膜转位，介导神经病理性疼痛，为阐明病理性疼痛机制提供新的理论依据。2、明确转录因子ATF4与TRPM3和动力蛋白KIF17结合，在KIF17的运输下，促进DRG神经元TRPM3膜转位，诱导病理性疼痛，为临床防治病理性疼痛提供新思路。3、阐明转录因子Foxo1与Nav1.7结合，增强DRG神经元Nav1.7的功能，介导神经病理性疼痛。4、慢性疼痛患者多为中老年人，机制不清，缺乏有效的治疗手段。我们发现衰老相关因子SIRT1在神经损伤成年大鼠下调，幼年鼠上调，并在临床慢性疼痛病人中观察到相同规律，SIRT1水平与疼痛评分负相关。机制是SIRT1和ClC3结合进而调控疼痛。该研究为临床慢性疼痛个体化诊疗提供新策略。5、目前临床常用镇痛药副作用大，不适合长期使用。我们发现心血管保护药葛根素通过抑制DRG神经元Nav1.8缓解神经病理性疼痛。其副作用小，可能是临床辅助治疗慢性疼痛的新方法。6、NF-κB是重要的核转录因子，参与多种炎症相关疾病。我们发现神经损伤或者化疗药引起大鼠DRG神经元中的NF-κB活性成分p-p65被转运到细胞膜，与Nav1.7可逆性结合，增强Nav1.7电流。该研究首次揭示NF-κB在哺乳类动物具有非转录功能。在本项目的支持下目前共发表5篇研究论文。