慢性疼痛相关MicroRNA的研究进展

董环 郝冉 宋园园 张鹏 胡洁

1河北医科大学护理学院研究中心（石家庄050017）；2航天中心医院护理部（北京100049）

慢性疼痛是一类临床上普遍存在且难治的疾病，严重影响患者的生存质量。据统计，世界上至少有20%人口饱受慢性疼痛折磨［1］。慢性疼痛发生机制复杂，主要包括伤害性感受、外周敏化和中枢敏化［2］。机体接受伤害性刺激后，损伤部位释放致痛物质致敏伤害性感受器，继而背根神经节（dorsal root ganglia，DRG）发放异位冲动增加突触传递，导致低强度的刺激也可引发疼痛，即形成“外周敏化”；在脊髓水平，神经递质受体活化增加，同时神经胶质细胞激活并释放促炎因子，造成背角神经元兴奋性增强，并将伤害信息上传至大脑，引起疼痛反应及下行调制作用，形成“中枢敏化”［2］。

目前研究表明，表观遗传学修饰参与慢性疼痛的发生发展过程，其中DNA甲基化、组蛋白修饰和MicroRNA（miRNA）是3种常见的表观遗传学修饰［3］。miRNA是一类长度约22个核苷酸的非编码RNA，可通过序列互补结合到靶mRNA的3′UTR区，抑制翻译或促进靶mRNA降解，调控细胞表型及功能［4］。研究发现在慢性疼痛中存在大量差异表达的miRNA，对其表达进行调节，可加重或减轻疼痛。miRNA表达调控存在多个水平，包括外周、脊髓和大脑，另外在外周血中也存在部分差异表达的miRNA作为疼痛的潜在标志物［5⁃6］。根据文献的汇总结果，本文将主要从异位神经冲动、神经递质受体活化、炎症反应3个方面探讨慢性疼痛相关miRNA或miRNA簇（表1），并对其参与慢性疼痛机制的研究进展进行概述。

1 异位神经冲动相关miRNA

1.1 miR⁃183簇 miR⁃183簇包括miR⁃183、miR⁃96和miR⁃182。在慢性疼痛中miR⁃183簇在大鼠DRG中低表达，并与离子通道导致的异位神经冲动有关［7⁃8］。PENG 等［7］发现，在SNI模型中，miR⁃183簇通过酪氨酸激酶受体B阳性的低阈值机械感觉神经元控制痛觉敏感性，其靶基因CACNA2D编码电压门控钙通道的辅助亚基α2δ，并在人和小鼠DRG中高度保守。进一步研究发现，miR⁃183簇通过靶向作用于主要的转录调控因子，间接控制超过80%的神经病理性疼痛相关基因的表达。此外，LIN等［8］证实miR⁃183/96与电压门控钠通道有关，在SNL模型中，DRG中miR⁃183/96表达下调，其靶基因Nav1.3表达上调，过表达miR⁃183/96能抑制Nav1.3的表达，并减轻神经病理性疼痛。

1.2 其他miRNA 目前研究发现，慢性疼痛中存在多种miRNA可通过调节离子通道亚基表达影响异位神经冲动的发放。miRNA⁃30b在SNI和SNL的DRG中均表达下调，并分别靶向作用于SCN9A（编码Nav1.7）和SCN3A（编码Nav1.3），从而诱导疼痛［9⁃10］。miR⁃17⁃92 簇是一个高度保守的基因簇，编码6个不同的miRNA。SAKAI等［11］发现，miR⁃17⁃92簇在SNL的DRG中表达上调，并靶向调节电压门控钾通道及其亚基参与疼痛调节，但在CFA模型中表达未发生改变，揭示了miR⁃17⁃92簇在慢性疼痛动物模型中存在不同的表达模式。LU等［12］研究证实，在SNI的DRG中miR⁃449a通过抑制瞬时受体电位阳离子通道亚族A成员1（transient receptor potential A1，TRPA1）和钙激活钾通道亚基α1（编码基因KCNMA1）的表达可减轻疼痛。此外，在癌痛模型中，DRG中miR⁃34c⁃5p和miR⁃1a⁃3p表达上调，并分别靶向 Cav2.3和 Clcn3参与疼痛调节［13⁃14］。

2 神经递质受体活化相关miRNA

2.1 miR⁃183 XIE等［15］证实，在CCI模型中，脊髓背角中miR⁃183表达下调，并靶向作用于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）调节下游血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）的表达，即通过抑制mTOR/VEGF信号通路，抑制AMPA受体表达，从而减轻疼痛。ZHOU等［16］在CCI中发现，脊髓中miR⁃182⁃5p通过靶向抑制酪氨酸激酶Ephb1受体的表达减轻神经元敏感性及痛觉过敏，并证明此过程由NMDA受体调节。总之，在慢性疼痛中miR⁃183簇在脊髓背角中可能与谷氨酸受体调节的背角神经元兴奋性有关。

2.2 miR⁃212/132簇 XIA 等［17］在CCI中证实，环磷腺苷效应元件结合蛋白（cAMP response element binding protein，CREB）和CREB依赖的转录共激活因子（CREB⁃regulated transcription coactivator 1，CRTC1）与miR212/132之间存在正反馈作用，NR2B⁃CRTC1/CREB⁃miR212/132信号通路在CCI中发挥关键作用，鞘内注射CRTC1/CREB腺病毒载体及miR212/132反义锁核酸抑制其表达可减轻痛觉过敏；另外有研究表明，在癌痛模型中，CRTC1/CREB与miR212/132之间亦存在正反馈作用［18⁃19］，但 miR⁃212/132 在 CCI和癌痛模型中表达模式不同。LEINDERS等［20］在SNI的脊髓及DRG中均发现miR⁃132⁃3p表达明显上调，并证实其靶向调节脊髓中AMPA受体的GluA1亚基从而加重疼痛。总之，CRTC1/CREB⁃miR⁃132/212通路与NMDA及AMPA受体的表达密切相关，并在慢性疼痛中发挥关键作用。

2.3 其他miRNA HUANG等［21］首次证明，在化疗药物紫杉醇和前根切断诱导的神经病理性疼痛模型中，脊髓背角神经元中的γ⁃氨基丁酸（γ⁃aminobutyric acid，GABA）能突触功能明显受损，敲低或抑制miR⁃500后可通过靶向调节Gad1基因，促进GAD67的表达并改善GABA能突触功能，从而减轻神经病理性疼痛。DING等［22］证实在CCI的对侧前扣带皮层中，miR⁃539表达下调，并靶向调节NR2B亚基从而发挥镇痛作用。进一步研究发现，选择性抑制含有NR2B亚基的NMDA受体后疼痛减轻，揭示miR⁃539通过调节NR2B的表达并影响NMDA受体活性，参与疼痛调节。

表1 慢性疼痛相关miRNATab.1 miRNA associated with chronic pain

3 炎症反应相关miRNA

3.1 miR⁃146 miR⁃146是目前研究较多的参与炎症信号通路的miRNA。WEI等［23］研究表明，在SCI模型的脊髓中miR⁃146表达上调，并靶向调节白介素⁃1受体相关激酶1（IL⁃1 receptor⁃associated kinase 1，IRAK1）和肿瘤坏死因子受体相关蛋白6（TNF receptor⁃associated factor 6，TRAF6），从而抑制促炎因子释放，发挥抗炎作用。LU等［24］证实，在SNL的星形胶质细胞中miR⁃146a⁃5p表达上调，并负向调节TRAF6及下游通路JNK/CCL2。同时证明激活通路TRAF/JNK能上调miR⁃146a⁃5p的表达水平，提示miR⁃146a⁃5p可能通过炎症通路参与疼痛调节。

3.2 miR⁃155 miR⁃155是一种多功能miRNA，由其下游基因介导，参与多种生理病理过程。研究表明在CCI中脊髓miR⁃155表达上调，通过靶向结合细胞因子信号转导抑制因子1（suppressor of cytokine signalling 1，SOCS1）可促进核转录因子⁃κB（nuclear factor⁃κB，NF⁃κB）和p38丝裂原活化蛋白激酶的活化，促进炎症反应，从而加重痛觉过敏［25］。血清和糖皮质激素调节蛋白激酶（serum and gluco⁃corticoid regulated protein kinase，SGK）在小胶质细胞中负向调节多种炎症因子并抑制NF⁃κB信号通路转导从而发挥抗炎作用［34］。LIU等［26］在CCI的脊髓中证实了miR⁃155的另一个靶基因SGK3，miR⁃155通过靶向调节SGK3促进炎症反应，从而发挥致痛作用。此外，HEYN等［6］发现，在神经病理性疼痛患者外周血中miR⁃155表达上调，并靶向调节去乙酰化酶1，抑制初始CD4+T细胞分化为Treg细胞，促进炎症反应，从而加重痛觉过敏。总之，miR⁃155可能通过发挥促炎作用参与疼痛调节。

3.3 miR⁃141 高迁移率族蛋白1（high⁃mobility group box 1，HMGB1）在神经病理性疼痛中发挥关键作用，抗HMGB1抗体已被证实可减轻神经性疼痛［35］。ZHANG等［27］发现，在CCI的DRG中miR⁃141表达下调，并靶向调节HMGB1，过表达miR⁃141可通过抑制促炎细胞因子释放发挥抗炎作用，从而减轻疼痛。同时，此效应在CFA的脊髓中也得到证实［28］。揭示了miR⁃141在慢性疼痛中可能通过抑制炎症反应参与疼痛调节。

3.4 miR⁃1 在周围神经系统的神经胶质细胞中亦存在疼痛相关miRNA。NEUMANN等［29］研究发现，在CCI的坐骨神经中，miR⁃1表达下调，其靶基因脑源性神经营养因子（brain⁃derived neurotrophic factor，BDNF）及Cx43表达上调，过表达miR⁃1可减轻痛觉过敏；而在DRG和脊髓中miR⁃1表达未改变。之后，该团队证明敲低BDNF也可造成miR⁃1表达下调，提示miR⁃1与BDNF之间可能存在负反馈环路［36］。

3.5 其他miRNA 与miR⁃155类似，在CCI的脊髓中miR⁃19a及miR⁃221均表达上调，并靶向调节SOCS1的表达参与疼痛调节［30⁃31］，其中，miR⁃221亦被证实可通过促进NF⁃κB和p38丝裂原活化蛋白激酶信号通路的活化发挥促炎作用［31］。LEINDERS等［20］研究发现，在周围神经病变患者的白细胞中miR⁃132⁃3p表达上调，并进一步在SNI中证实，脊髓及DRG中miR⁃132⁃3p亦表达上调，鞘内注射miR⁃132⁃3p抑制剂后小胶质细胞活化增加且疼痛加重，揭示miR⁃132⁃3p在神经病理性疼痛中的重要作用。在SNL中，脊髓背角神经元中miR⁃186⁃5p表达下调，过表达miR⁃186⁃5p可通过靶向调节CXCL13/CXCR5/ERK通路促进星形胶质细胞活化，从而减轻疼痛［32］。CHEN等［33］发现，在CFA的脊髓中miR⁃16表达下调，其靶基因为Ras相关蛋白23，过表达miR⁃16可通过抑制Ras相关蛋白23及p38/MAPK信号通路活性使疼痛减轻。

总之，miRNA参与慢性疼痛的神经传导和免疫过程，并可能作为“主开关”调节特定的基因表达。尽管目前在不同的慢性疼痛模型中已发现较多疼痛相关miRNA，但由于miRNA在体内存在复杂的网络调控系统，因此，针对疼痛传导通路的不同部位来探究miRNA的作用机制尤为重要，目前研究部位主要集中于DRG和脊髓，很少涉及外周神经和大脑；miRNA的作用机制主要包括DRG中异位冲动发放、脊髓中神经递质受体活化及炎症反应，细胞自噬等其他相关机制研究尚少。此外，目前尚缺乏关于炎性疼痛及癌痛动物模型的研究，这在一定程度上限制了对慢性疼痛相关miRNA的深入研究。因此，进一步研究及阐明miRNA在慢性疼痛中的作用机制有助于理解慢性疼痛的发生发展过程，并为临床治疗提供新策略。

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