组蛋白乙酰化对神经病理性疼痛中脊髓背角BDNF基因转录调控的作用

周围神经损伤后脊髓背角胶质细胞活化、脑源性神经营养因子(BDNF)表达、释放增加，介导中枢敏感化的形成是神经病理性疼痛发生和维持的重要机制，但是调节BDNF表达变化的基因转录调控机制尚不清楚。研究发现涉及基因表达调控的染色质重塑参与病理性痛觉产生和发展的调节。组蛋白乙酰化修饰是染色质重塑的重要组成部分，我们前期实验发现，在大鼠坐骨神经部分结扎诱导的神经病理性疼痛模型中，脊髓背角BDNFmRNA和BDNF蛋白表达增加的同时组蛋白H3和H4的乙酰化也明显增加，提示组蛋白乙酰化修饰可能参与神经病理性疼痛中脊髓背角BDNF表达变化的调节。本项目拟在工作基础上观察周围神经损伤后脊髓背角组蛋白乙酰化修饰改变与神经病理性疼痛发生、发展的关系，并进一步探讨脊髓水平组蛋白乙酰化修饰对BDNF的基因转录调控作用。以期对神经病理性疼痛的分子机制有更深入的了解，为其临床治疗提供新靶点、新思路。

在慢性疼痛中，负性情绪如焦虑和抑郁样行为等伴随着疼痛的产生而出现，而且影响着疼痛的感知并降低痛阈。本项目采用大鼠坐骨神经部分结扎诱导的神经病理性疼痛和完全弗氏佐剂(Complete Freund’s Adjuvant, CFA)致炎性疼痛模型，观察这些疼痛模型中脊髓背角乙酰化修饰以及海马脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF）与谷氨酸相关信号分子的表达及其在疼痛相关负性情绪中的作用。本项目研究发现：大鼠坐骨神经部分结扎诱导的神经病理性疼痛模型中，乙酰化组蛋白3的表达占所有细胞的百分比先下调，后上升，损伤后3天和7天表达百分比下调可能与乙酰化组蛋白3在神经元中的表达下降有关。提示，乙酰化组蛋白3参与坐骨神经部分结扎后诱导的神经病理性疼痛。大鼠坐骨神经部分结扎28天时大鼠出现明显的焦虑样行为，而无明显抑郁样行为出现。坐骨神经部分结扎28天后大鼠海马 NMDA 受体的NR1、 NR2B亚基表达下调，而 NR2A，AMPA受体GluR1和 GluR2在海马的表达无明显变化，注射NMDA受体激动剂D-serine 90分钟后降低坐骨神经结扎导致的焦虑样行为的发生，而不影响结扎引起的机械性痛敏的改变，提示NMDA 受体参与大鼠坐骨神经部分结扎引起的神经病理性疼痛相关的焦虑样行为的发生。注射CFA 后7天大鼠出现抑郁样行为并持续到第 14 天。在足底注射CFA 第7天后 BDNF mRNA 和BDNF 的水平达到高峰， 第 14 天表达下调并基本恢复正常水平。结果提示，足底注射 CFA 能诱导大鼠产生炎性痛， CFA 注射 7 天后出现抑郁样行为， 此时海马内 BDNF mRNA 和 BDNF 蛋白水平均上调，与足底注射 CFA 后出现的抑郁样行为的发生密切相关。本项目结果有望为疼痛及其相关负性情绪的治疗提供新的作用靶点和新的选择，具有重要的科学意义和潜在的临床应用价值。