ALKBH5通过调节TRPV1的m6A去甲基化介导慢性胰腺炎痛觉过敏的机制研究

The pathogenesis of pain in chronic pancreatitis remains largely unknown and treatment options are very limited. Previous study have showed that peripheral sensitization play an important role in mediating chronic pancreatitic pain. Recent studies in our laboratory indicate that chronic pancreatitis results in an elevated expression of ALKBH5 of dorsal root ganglion (DRGs) innervating the pancreas. Administration of ALKBH5 siRNA reversed pancreatic pain hypersensitivity of rats with chronic pancreatitis and reduced expression ratio of TRPV1/TRPV1b. Over-expression ALKBH5 in DRG neuron of normal rats developed pancreatic pain hypersensitivity and increased expression ratio of TRPV1/TRPV1b. Several methylation sites for m6A been found by in TRPV1 pre-mRNA by bioinformatic prediction. Based on these results, we proposed the following hypothesis: chronic pancreatitis leads to up-regulation of ALKBH5, which reduced m6A levels in TRPV1 pre-mRNA，changed splicing mode, increased expression ratio of TRPV1/TRPV1b, enhanced function of TRPV1 and led to pancreas hyperalgesia. To test our hypothesis, we will investigate the following specific aims: 1). To define function of ALKBH5 in DRG neurons in pancreatic hyperalgesia; 2). To explore whether ALKBH5 signaling has a modulation effect on TRPV1 activities in chronic pancreatitis pain model. We hope that our study will further explain pathological mechanisms of pain of chronic pancreatitis and provide a new method for treatment of chronic visceral pain in patients with chronic pancreatitis.

疼痛是慢性胰腺炎的重要临床症状之一，发病机制尚未阐明，治疗手段短缺。已有研究表明外周敏化是介导胰腺痛敏的重要因素。我们前期研究发现慢性胰腺炎增加了背根神经节m6A去甲基化酶ALKBH5的表达，干扰ALKBH5翻转了胰腺炎大鼠的痛觉过敏并且降低了TRPV1/TRPV1b的表达比。过表达ALKBH5诱发大鼠胰腺出现痛觉过敏并且增加了TRPV1/TRPV1b的表达比。生物信息预测发现TRPV1 pre-mRNA有多个m6A甲基化位点。由此提出以下假设：慢性胰腺炎激活ALKBH5，降低TRPV1 pre-mRNA的m6A富集水平，引起剪接方式改变，增加TRPV1/TRPV1b表达比，增强TRPV1的功能，诱导及维持胰腺炎的痛觉过敏。本课题旨在阐明ALKBH5-TRPV1/TRPV1b网络调控在慢性内脏痛中的作用机制，为临床治疗提供理论依据和新的治疗靶点。

疼痛是慢性胰腺炎的重要临床症状之一，发病机制尚未阐明，治疗手段短缺。已有研究表明外周敏化是介导胰腺痛敏的重要因素。我们前期研究发现慢性胰腺炎增加了背根神经节m6A去甲基化酶ALKBH5的表达，干扰ALKBH5翻转了胰腺炎大鼠的痛觉过敏并且降低了TRPV1的表达。过表达ALKBH5诱发大鼠胰腺出现痛觉过敏并且增加了TRPV1的表达。用膜片钳和钙成像的技术验证发现：过表达ALKBH5可以增加TRPV1的功能，此外，我们的研究还发现，ALKBH5在骨癌痛模型大鼠的背根神经节中高表达，鞘内注射ALKBH5的干扰病毒，可以降低TGF-β1，TRPV1等疼痛分子的表达。最后，我们还发现在颅脑损伤大鼠的三叉神经节中高表达，提示ALKBH5可能在颅脑损伤引起的头面部疼痛中起重要作用。生物信息预测发现TRPV1&; pre-mRNA有多个m6A甲基化位点。.m6A（N6-甲基腺嘌呤）是最常见、最丰富的真核生物 mRNA 转录后修饰形式 之一。在哺乳动物细胞 7000 多基因中，有超过 12000 个 m6A 修饰位点。该修饰 过程是动态可逆的，并由甲基转移酶复合体（由 METTL3、WTAP 和 METTL14 组成）、去甲基酶（ALKBH5）和相应的阅读器（YTHDF 或 YTHDC 等）协同调控。m6A 去甲 基酶（ALKBH5）通过调控 m6A 修饰参与了诸多细胞生物学功能包括：mRNA 的稳 定性，蛋白的翻译效率，RNA 的二级结构，mRNA 的可变剪接 。近来研究表明:坐骨神经损伤后，背根神经节中调控突触小泡释放， 突触信号释放，神经递质释放，钙离子介导的胞吐，突触囊泡循环等的相关基 因的 m6A 富集水平显著降低。而这些基因涉及感觉信息的传导且可能参与 介导疼痛。.而我们的研究更是在三个模型中证明m6A去甲基化酶ALKBH5在疼痛中的作用，提示以m6A为靶点的表观修饰机制，可能在调节痛觉感受中有着极为重要的作用，为以后的疼痛研究提供了重要的理论基础。