Circular RNA-GRIN2B 抑制神经性疼痛的机制研究

背景介绍

神经性疼痛是一种由于躯体感觉神经系统的神经损伤引起的持续疼痛，其病因至今尚未完全明确，临床治疗困难重重。鉴于神经性疼痛的复杂性，迫切需要揭示其发病的分子机制，以寻找早期干预策略和有效的药物靶点。在此前的一些研究中，钠依赖钾通道Slick（靶向基因为类似中导电钾通道的基因序列）被发现对于疼痛感知和炎症反应的调控具有重要作用。尽管如此，循环RNA（circRNA）在神经性疼痛中的具体功能仍然未完全明确。

与Slick通道相关的研究表明，NF-κB是调控Slick基因转录的关键促进因子。同时，circRNA以其结构稳定、表达丰富、组织特异性和发育阶段特异性等特征，逐渐成为潜在的分子诊断标志物和治疗靶点。因此，本研究的目的是探讨circGRIN2B在神经性疼痛中的生物学功能及其可能的分子机制。

研究来源

本文由Kun Wang, Zicong Shen, Xin Peng, Xiaotao Wu和Lu Mao等研究人员撰写，分别隶属于中国南京的东南大学医学院、东南大学附属中大医院和南京医科大学生物医学工程与信息学院。该论文发表于2024年的《Neuromolecular Medicine》。

研究流程

研究对象包括两月龄、体重230-250克的雄性Sprague-Dawley大鼠。通过Xie的方法(1988)建立慢性压迫损伤（CCI）模型，以模拟神经性疼痛。实验大鼠被随机分成六组（每组六只）：对照+NC组（生理盐水为阴性对照）、对照+OE-circGRIN2B组（过表达circGRIN2B）、对照+sh-circGRIN2B组（抑制circGRIN2B表达）、CCI+NC组、CCI+OE-circGRIN2B组和CCI+sh-circGRIN2B组。通过腰椎穿刺法成功植入导管，随后进行药物注射。为研究circGRIN2B的生物学功能，本研究设计了多种实验，包括荧光原位杂交、全细胞膜片钳技术、实时定量PCR、Western blot、免疫荧光、RNA pull-down、质谱分析、RNA免疫共沉淀（RIP）、酶联免疫吸附测定（ELISA）等。

荧光原位杂交（FISH）

通过荧光显微镜观察到circGRIN2B在大鼠DRG神经元中的表达位置，结果表明在染有circGRIN2B的神经元中，钙调蛋白基因相关肽（CGRP）也呈现阳性表达。

全细胞膜片钳技术

对分别处理过（野生型和circGRIN2B敲除组）的DRG神经元进行电生理记录，结果显示敲除circGRIN2B后，以20mV为递增阶梯的全钾离子电流（I_K）显著减少，表明circGRIN2B敲除可能促进神经兴奋性。

实时定量PCR和Western blot

RT-qPCR和Western blot分析发现，仅敲低circGRIN2B后，Slick通道蛋白和基因表达显著降低，提示circGRIN2B可能通过调节Slick水平影响DRG神经元的兴奋性。

RNA pull-down和质谱分析

使用生物素标记的探针进行RNA pull-down实验，银染和质谱分析显示circGRIN2B结合的蛋白为p65，证实circGRIN2B与NF-κB的主要成分p65具有直接相互作用。

RNA免疫共沉淀（RIP）和ELISA

通过RIP实验验证circGRIN2B与p65的结合，ELISA结果显示，与CCI+NC组相比，CCI+sh-circGRIN2B组的炎性因子（IL-1β,IL-6,TNF-α）蛋白水平显著升高，而CCI+OE-circGRIN2B组则显著降低，表明circGRIN2B可能通过介导炎症细胞因子的水平参与神经性疼痛的进程。

主要结果

1. 验证circGRIN2B在DRG神经元中的表达以及其在IL-1β刺激下由细胞质向细胞核的转位。
2. 发现circGRIN2B的敲低显著减少了钠激活的向外钾电流，从而增加神经兴奋性。
3. 通过RNA pull-down和RIP实验，证实circGRIN2B直接与NF-κB p65相互作用，并促进Slick基因的表达。
4. CCI大鼠模型研究显示提高circGRIN2B表达能够显著缓解机械和热痛觉过敏，同时降低炎症因子水平。
5. NF-κB与DRG组织中的Slick启动子结合，调控其表达，从间接的路径证实circGRIN2B通过NF-κB调控Slick。

结论

本文揭示了circGRIN2B通过与NF-κB p65相互作用调控Slick表达，从而抑制神经性疼痛的机制。这一发现表明，circGRIN2B/NF-κB/Slick通路可能是一个新的治疗策略，其干预可能为神经性疼痛的有效治疗开辟新的途径。

研究意义

本文在神经性疼痛的分子机制研究方面作出重大突破，为神经性疼痛的新型治疗手段提供了潜在靶点。通过深入分析circGRIN2B在DRG神经元中的作用机制，为未来利用circRNA治疗神经性疼痛提供了重要的理论依据和实验基础。

感谢与贡献

作者对参与设计、材料准备、数据收集和分析的所有人员表示感谢，并提到本研究受国家自然科学基金（编号：81902252）资助。

本论文对于理解circRNA在神经性疼痛中的作用具有重要的学术价值和临床意义，有助于未来开发针对性更强、疗效更好的神经性疼痛治疗方案。