长链非编码RNA 与慢性疼痛的相关研究进展

余剑芒 杭黎华

江苏大学附属昆山医院麻醉科，江苏昆山 215300

慢性疼痛指持续超过身体通常愈合时间（3 个月）的疼痛，影响到全球大约20%的成年人，是目前全球主要的公共卫生问题，正严重影响着人们的身心健康[1]。它可以表现为神经病理性疼痛、慢性炎性痛及癌症相关性疼痛等不同形式[2]，对机体的影响除了表现为感觉上的痛觉过敏和痛觉超敏之外，患者往往会存在不同程度的抑郁、焦虑、睡眠障碍等精神疾患[3]。临床上的镇痛药物及方法有限且效果欠佳，究其原因，在于慢性疼痛的发病机制未被充分阐明。近年来的研究显示，某些长链非编码RNA（long noncoding RNA，LncRNA）的异常表达与慢性疼痛的发生及临床预后密切相关，正成为慢性疼痛的定量诊断、治疗及预后评价的生物标志物[4]。现就lncRNA 及其相关下游分子在慢性疼痛中的调控作用进行综述，以期为新药的开发提供有价值的方向。

1 LncRNA 概述

LncRNA 指长度大于200 核苷酸、不具备蛋白编码功能的一类RNA，占全部非编码RNA 的80%～90%，是研究次数仅次于微小RNA 的第二大类的非编码RNA。最新发布的NONCODEV6 数据库中记录了生物体内共644 510 个lncRNA，并注释了173 112 份人类和131 974 份小鼠的lncRNA 转录本[5]。根据与蛋白质编码基因的相对位置不同，可将lncRNA 划分成5 类[6]，正义lncRNA，反义lncRNA，基因内lncRNA，双向lncRNA，基因间lncRNA。lncRNA 大多由聚合酶Ⅱ转录生成，因缺乏开放阅读框不能编码特异蛋白质，很长时间内被认为是基因转录的多余产物[7]。近年来的研究发现，lncRNA 能通过调节DNA 甲基化等参与表观遗传调控，通过基因可变剪接等参与转录调控，通过影响mRNA 的处理参与转录后调控等[8]，已逐渐成为神经系统疾病预防和诊断的研究热点[9]，越来越多的研究显示，lncRNA 参与了慢性疼痛的发生发展过程，但其确切的调控机制尚有待进一步探究。

2 LncRNA 与慢性疼痛的关系

LncRNA 在调控编码基因中起着重要作用，一些lncRNA 已被确定在慢性疼痛条件下调节相关基因的表达，通过调控离子通道、炎症通路、神经递质释放、氧化应激以及神经元自噬凋亡等一系列机制参与慢性疼痛的发生发展[10-12]。

2.1 LncRNA 与神经病理性疼痛

神经病理性疼痛（neuropathic pain，NP）指由机体感觉系统的病变或疾病引起的疼痛，包括糖尿病性周围神经病变、带状疱疹后神经痛、化疗后引起的神经病变、脊髓损伤和幻肢痛等[13]。Cao 等[14]在大鼠坐骨神经慢性压缩损伤（chronic constriction injury，CCI）模型中，发现876 个表达有显著差异的lncRNA，其中有60%达到10 倍差异表达量。Li 等[15]在周围神经病变大鼠的脊髓背角中发现412 个差异表达的lncRNA，对其进行功能分析发现，主要集中在免疫、炎症反应和神经营养因子信号通路上，这些都是介导神经炎症、中枢敏化和慢性疼痛的重要机制。糖尿病性周围神经病变（diabetic peripheral neuropathy，DPN）所致疼痛的女性患者外周血单核细胞中亦鉴定出1 327 个差异表达的lncRNA[16]。脊髓损伤大鼠中lncRNA PVT1的表达增加，可通过吸附miR-186-5p 增加趋化因子配体13（chemokine ligand 13，CXCL13）及趋化因子受体5（chemokine receptor 5，CXCR5）表达，降低lncRNA PVT1 的表达能抑制脊髓星形胶质细胞中炎症、氧化应激反应，改善大鼠痛觉过敏[17]。另外，lncRNA lncenc1 可通过与果蝇Zeste 基因增强子同源物2（enhancer of zeste homolog 2，EZH2）的相互作用，调节神经病理痛小鼠的痛觉过敏反应[18]，而最近研究发现，EZH2 还通过影响组蛋白甲基化参与大鼠骨癌痛的发生发展[19]。已有研究显示，产红细胞生成素肝细胞受体B（erythropoietin-pro ducing hepatocellular receptor B，EphB）可以调节大鼠脊髓背角神经元的兴奋性和可塑性，EphB 受体激活后的NMDA 受体磷酸化又可调节背根神经节（dorsal root ganglion，DRG）神经元的兴奋性、突触可塑性及记忆形成过程，二者共同促成NP 中DRG 外周敏化和脊髓背角中枢敏化[20]。而在CCI 小鼠中高表达的lncRNA T-UCR uc.153，通过负向调控miR-182-5p 增加EphB1/NMDA 受体表达，促进了小鼠神经病理性疼痛的发展进程[21]。

据统计，40%～50%的糖尿病患者经历了糖尿病性神经性疼痛（diabetic neuropathic pain，DNP），lncRNA NONRATT021972 在DNP 患者血清中被检测到表达上调，且与患者的较高疼痛评分相关[22]，同样上调的lncRNA uc.48+通过调控嘌呤能受体参与DNP 进展[23]。DNP 往往给患者带来身体和精神上双重损害，Sun 等[24]从DNP 模型的大鼠中挑选出并存重度抑郁样行为进行研究，用lncRNA MSTRG.81401 shRNA 处理后的大鼠，脊髓和海马组织中嘌呤受体P2X4、白细胞介素（interleukin，IL）-1β、肿瘤坏死因子（tumor necrosis，TNF）-α 及细胞外调节蛋白激酶的磷酸化水平显著降低，且大鼠的疼痛和重度抑郁样行为得到有效改善。可见，lncRNA 与NP 发生发展密切相关，运用特定方法干预神经系统及外周血中lncRNA表达可缓解疼痛症状及其带来的精神障碍，这些lncRNA有望成为临床治疗各种类型NP 的新靶标。

2.2 LncRNA 与慢性炎性痛

慢性炎性痛（chronic inflammatory pain，CIP）是由创伤、病毒或细菌感染及外科手术等引起的机体外周或局部组织损伤，造成局部炎症反应，通过持续性刺激感觉神经，而导致的慢性疼痛类型[25]。白倩等[26]在完全弗氏佐剂诱导的大鼠膝关节炎性痛模型中发现181 个表达失调的lncRNA，且这些lncRNA 与大鼠神经系统内钠离子通道功能、细胞因子和细胞因子受体相互作用、Toll 样受体信号传导等一系列重要生物学作用密切相关。另外，lncRNA XIST 在炎性痛大鼠中表达增高，注射lncRNA XIST-siRNA 可改善大鼠机械痛及热痛觉过敏，通过降低lncRNA XIST 表达量可致miR-146a 上调，进而抑制DRG 内Nav1.7 的活化及炎症细胞因子IL-6、TNF-α 等的表达，最终改善大鼠炎性痛[27]。在糖基化终产物诱发的炎性痛模型中lncRNAFAM83H-AS1 表达下调，将其过表达后可吸附miR-22-3p 而减轻大鼠炎性痛反应[28]。总之，现有研究提示，某些表达失调的lncRNA，可能通过特定的lncRNA-miRNA-mRNA 轴参与调控CIP 发展进程，确切的机制依赖于未来更多的深入研究。

2.3 LncRNA 与骨癌痛

骨癌痛（bone cancer pain，BCP）是癌性疼痛中最常见的类型，主要由乳腺癌、甲状腺癌、前列腺癌等发生骨转移引起，其发病机制极其复杂，症状主要包括持续的背景痛、突发突止的爆发痛及痛觉异常[29]。研究者通过对骨癌痛大鼠行微阵列分析得出DRG 中73 个和脊髓背角中323 个lncRNA 发生了表达失调，且主要集中于疼痛相关的炎症和免疫途径中[30-31]。Sun等[10]在大鼠骨癌痛模型中发现lncRNA NONRATT02-1203.2 和CXCL9 表达增高，鞘内注射lncRNA-NONRATT021203.2-siRNA 可抑制CXCL9 mRNA 表达，并有效减轻大鼠痛觉过敏。另外，BCP 大鼠脊髓背角中LncRNA NONRATT009773.2 显著上调，降低其表达可减轻大鼠BCP，过表达后则能在正常大鼠中引发疼痛样症状[32]。总之，这些动物模型中表达失调的lncRNA 可能参与骨癌痛发生发展中的多个过程，改变某些lncRNA 表达量及下游靶点的功能是骨癌痛潜在的治疗方法。骨癌痛可导致抑郁症，严重影响患者的生活质量[33]，而杏仁核是抑郁和疼痛的中枢部位，通过对骨癌痛大鼠造模对侧杏仁核的高通量转录组测序发现有78 个差异表达的lncRNA，部分lncRNA被证实能参与调节机体炎症轴和氧化应激过程[34]，积极探索这些lncRNA，有利于揭示骨癌痛与抑郁症共病的病理机制。

3 结语

近年来，越来越多的研究探讨了lncRNA 在慢性疼痛和临床前疼痛模型中表达的变化，这些lncRNA通过与miRNA 相互作用（如吸附miRNA，与miRNA竞争结合靶基因，通过剪切合成miRNA 前体等）调控与疼痛有关离子通道、受体、信号通路，或直接结合特定mRNA 来调节某些蛋白的表达，从而参与慢性疼痛的调控过程，lncRNA-miRNA-mRNA 轴或将为治疗慢性疼痛提供新的策略。针对lncRNA 的siRNA 研究已成功用于多个临床前模型，靶向lncRNA 的寡核苷酸疗法已在一些神经系统疾病治疗中展现出重要意义[35]，但靶向lncRNA 的基因治疗目前仍是个新兴的概念和策略，依赖于对lncRNA 功能和机制的深入基础研究，且需要高度特异性的靶向方法并改进药物递送系统。随着lncRNA 在慢性疼痛领域的研究不断推进，相信在不久的将来，靶向疼痛相关lncRNA 的基因治疗方法能为慢性疼痛的精准医疗提供新的选择。