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user: 3. 神经病理性疼痛的表观遗传学 3.1. DNA甲基化与神经病理性疼痛 DNA甲基化是表观遗传修饰的重要机制，大量证据显示它和NP的产生及维持密切相关。DNA甲基化的发生离不开DNMTs家族(包括DNMT1、DNMT3a和DNMT3b和DNMT3L)的参与，其中DNMT3a和DNMT3b负责从头甲基化 [ 11 ]。在多个NP动物模型的脊髓背根神经节(dorsal root ganglionDRG)中均出现DNMT3a表达增加的现象。研究发现DRG中DNMT3a表达增加会引起的DNA甲基化水平的升高，不仅抑制阿片类受体的表达，使NP对阿片类药物产生耐受性 [ 12 ]；而且还导致神经元中Kv1.2、K2p1.1等离子通道的减少，造成脊髓DRG中神经元兴奋性增高及中枢敏化从而出现NP的相关症状 [ 13 ] [ 14 ]。还有研究指出DNMT1也参与了Kcna2 (编码Kv1.2)基因的甲基化水平增加 [ 15 ]，因此Kcna2的反义RNA有望成为治疗NP的重要靶点之一。此外，研究还发现坐骨神经结扎大鼠模型的脊髓中大量DNMT3a引起的高DNA甲基化水平还可以抑制CDK5调控亚单位相关蛋白1的表达，使脊髓感觉神经元的敏感性增加参与NP的维持 [ 16 ]。不仅如此，NP模型的脊髓中发现一些分子的去甲基化作用也参与疼痛的维持。有学者发现脊神经结扎大鼠模型中GPR151启动子区CpG岛与DNMT3b的结合率会降低，使GPR151发生去甲基化而过表达，从而增加疼痛相关基因表达 [ 17 ]。炎性细胞趋化因子CXCR3受体基因的也因去甲基化而过表达，通过与CXCL10 (CXCR3的配体)结合促进突触传递的兴奋性，有助于NP的维持 [ 18 ]。瞬时受体电位通道(transient receptor potentialTRP)是一种在伤害性感受中有重要作用的离子通道，在中枢和外周神经系统中广泛分布。ukenaga等人发现慢性疼痛患者TRPA1基因启动子区的甲基化水平与其神经病理性疼痛症状有关 [ 19 ]。另外健康人的全血细胞中TRPA1基因上的甲基化水平被证实可影响热痛与压痛阈值 [ 20 ]。Garriga等人通过SNL大鼠模型发现神经损伤后引起了DRG中广泛的DNA甲基化重新编程，并导致脊髓DRG神经元兴奋性增强，但是其DNA甲基化水平在疼痛的急慢性期有所不同。实验还从幼鼠阶段开始为其鞘内注射DNA甲基转移酶抑制剂(RG108)或喂食缺乏甲基供体的食物，一段时间后它们均出现疼痛过敏现象，说明DNA甲基化在神经的发育及分化过程中也发挥重要作用 [ 21 ]。综上所述，疼痛相关分子基因的DNA甲基化水平在NP的发生发展中非常重要，因此我们可以通过抑制或增强神经损伤后所诱发DNA甲基化改变从而阻碍NP的产生。 3.2. 组蛋白乙酰化与神经病理性疼痛 大量临床前和临床实验表明HATs和HDACs在NP的产生发展中发挥重要作用 [ 22 ]。其中HDACs抑制剂有显著的镇痛作用成为了研究的热点。研究发现脊神经结扎大鼠模型的脊髓中HDAC1增加，并与c-Jun组成的异源二聚体相互作用，最终活化JNK信号通路参与NP的维持。然而应用LG325 (HDAC1抑制剂)则能抑制c-Jun活化可明显缓解疼痛 [ 23 ]。另外，为脊髓损伤大鼠模型应用外源性D-β-羟基丁酸(DBHB)，不仅可以缓解大鼠的机械及热痛觉过敏，还能改善其运动功能。其原因之一与DBHB具有HDACs抑制剂的作用有关，它可以逆转受损部位Foxo3a、过氧化氢酶及SOD2等分子的乙酰化和表达水平过低的现象 [ 24 ]。目前临床上常应用阿片、吗啡类传统止痛药物对NP进行治疗，但是效果一般。有研究通过给大鼠应用HDAC抑制剂如丙戊酸钠、曲古霉素A可使其体内阿片及吗啡受体上调，从而改善NP对这两种药物的耐药性达到较好的镇痛效果 [ 25 ] [ 26 ]。因此，HDAC抑制剂可作为辅助剂与传统药物合用治疗NP。P300、CREB结合蛋(CBP)是HAT家族中的功能相似的两种蛋白，有研究在CCI模型中发现P300/CBP通过增强疼痛相关分子如脑源性神经营养因子(BDNF)、环氧合酶-2 (Cox-2)的乙酰化促进其转录表达，而姜黄素可作为其乙酰化抑制剂发挥镇痛作用并且具有剂量依赖性 [ 27 ]。L5前根切断大鼠模型的DRG中相关信号通路编码Nav1.6基因启动子区的乙酰化水平升高导致Nav1.6表达增强，促进神经元的兴奋性参与NP的发生 [ 28 ]。体育锻炼可在一定程度上缓解NP，这一现象引起了Kami等人的研究，选择坐骨神经部分损伤大鼠模型并将其分为运动与不运动组，经过对比发现后者的机械及热痛敏更加显著，其机制与运动组浅层脊髓背角中的小胶质细胞中HDAC1的下调及H3K9的高乙酰化有关 [ 29 ]。有研究指出硼替佐米(化疗药物)会引起的痛觉过敏症状，可能与脊髓背角神经元中沉默信息调节因子2相关酶1 (sirtuin1SIRT1)下调引起炎症因子NALP1启动子区域的高乙酰化，最终导致NALP1高表达有关 [ 30 ]。脊髓背角中疼痛性中间神经元可塑性增强也是导致NP的中枢敏化的关键，近期研究发现DNP大鼠模型中SIRT1下降，利用SRT1720 (SIRT1激活剂)能降低疼痛神经元可塑性并减轻大鼠的疼痛行为 [ 31 ]。为坐骨神经结扎大鼠鞘内注射表达SIRT2的载体可缓解其痛觉敏感性，其机制可能与SIRT2的去乙酰化作用抑制NF-KBp65的信号通路以及多种炎症介质释放有关 [ 32 ]。总结以上多个研究不难发现HDACs和HATs通过单独或相互作用的多种机制，在NP的产生及维持中发挥重要作用。但目前仍以动物实验为主，今后它们有望应用于人体成为新型镇痛药物。 3.3. ncRNA与神经病理性疼痛 ncRNA参与体内细胞发育、分化等过程，其表达失调或突变与多种疾病的发生密切相关。有研究利用基因测序手段发现NP动物模型脊髓中多种ncRNA及mRNA的表达发生了异常的改变，且mRNA表达也受到ncRNA的调控，说明ncRNA在NP的产生中发挥作用 [ 33 ]。lncRNA的是ncRNA中所占比例最高且长度大于200 bp的一类核苷酸，它在神经发育及可塑性调节中发挥作用 [ 34 ]。最近有研究在三叉神经痛模型的神经节中发现lncRNA uc.48+表达下调，不仅使P2X7受体(一种嘌呤类受体)数量增加而且促进细胞外调节蛋白激酶(ERK1/2)的磷酸化，二者相互作用导致神经元兴奋性增高能引起痛觉过敏 [ 35 ]。结肠癌转录相关因子-1 (CCAT1)是一种新型lncRNA常在胃及结肠癌时表达上调。然而研究却发现CCAT1在一侧坐骨神经结扎大鼠模型的脊髓背角、DRG、海马、前扣带皮质等部位表达减少，逆转CCAT1的低水平会通过增加SGK3 (miR-155的靶基因)的表达而缓解冷痛觉过敏现象 [ 36 ]。另外，神经损伤后受损部位细胞会释放的炎性介质，导致的炎症反应也是NP产生的关键。研究发现糖尿病致NP的大鼠模型的DRG中lncRNA BC168687的水平明显升高，为其鞘内注射lncRNA BC168687 siRNA能降低P2X7受体和TRPV1的表达从而逆转DNP大鼠的提高机械及热痛阈；还能抑制ERK和p38信号通路的激活，减少TNF-α和IL-1β等炎性因子的释放也有缓解疼痛的作用 [ 37 ] [ 38 ]。另外，lncRNA PKIA-AS1在脊神经结扎大鼠模型中的表达上调，而且直接调控CD6的释放进而对疼痛行为有调节作用，敲除大鼠PKIA-AS1基因后能明显缓解疼痛 [ 39 ]。在NP动物模型的受伤部位及DRG中巨噬细胞浸润能改变痛觉传导轴突及细胞的特性，从而导致外周敏化。研究发现神经元细胞可以分泌包括mir-21在内的外泌体，它有增强神经元与巨噬细胞间的这种相互作用的能力 [ 40 ]。坐骨神经结扎大鼠模型的DRG及脊髓背角中的miRNA-146a-5p通过调节白介素受体信号通路中调节自身免疫相关的因子如：IRAK1、TRAF表达参与NP的维持 [ 41 ]。在中枢神经系统集落刺激因子-1 (CSF-1)的过表达可调节神经炎性反应、神经元兴奋性及谷氨酸受体亚基等从而增加SNL模型的疼痛行为。有研究上调NP模型神经鞘内miR-214-3p表达不仅直接抑制CSF-1的转录表达，还能抑制过度活跃的星形胶质及IL-6的表达从而缓解NP [ 42 ]。综合以上研究ncRNA的表达失调导致的感觉神经元的改变参与NP的产生，而且其调节疼痛的机制复杂多样，这为我们研究NP的发生开辟了新思路。