microRNA在神经病理性疼痛中的研究与进展*

彭 丹 阎雪彬

（中南大学湘雅三医院疼痛科，长沙410000）

神经病理性疼痛是由躯体感觉神经系统的病变引起的，发病率为6.9%～10%[1]，它使疼痛自发发生，常使有害和无害刺激的反应被病理性放大。神经病理性疼痛可由影响外周或中枢神经系统的疾病导致，三叉神经痛、糖尿病神经病变、HIV感染、麻风病、周围神经损伤和中风等都是常见病因[2]。兴奋和抑制躯体感觉信号之间的不平衡、离子通道的改变和在中枢神经系统中调制疼痛信息的方式的变化都牵涉神经病理性疼痛的发生发展。神经病理性疼痛是导致全球疾病负担加重的重要因素，常常带来严重的痛苦和残疾。它的治疗管理具有挑战性，推荐用作一线治疗的药物对许多病人的缓解效果不尽如人意。常规镇痛药物，如非甾体类抗炎药和阿片类药物，很容易因为长期使用而产生耐药性。对神经病理性疼痛的治疗需要从仅仅抑制其症状转变为改善疾病的策略，包括预防不良反应和降低内在风险。miRNAs是神经病理性疼痛的重要调节因子[3]，在本综述中，将会展示其在神经病理性疼痛中的功能与调节作用，特定的miRNAs可能是预防和缓解神经病理性疼痛的新型药物分子靶点。

一、miRNA的结构和功能

miRNA是内源性的长度约为22个核苷酸的非编码RNA，一般通过与编码蛋白质基因的mRNA结合来抑制mRNA的表达[4]。miRNAs基因的初始转录产物为一个长链原始RNA (pri-microRNA)，然后进一步在RNA酶(Drosha)的作用下加工成约70个核苷酸长度的RNA前体(pre-microRNA)，最后在另一种RNA酶(Dicer)的作用下变成成熟的miRNA[5]。miRNAs通过与靶mRNA的3' UTR结合，调节转录后基因的表达，从而减少大部分(≥84%)蛋白产物。一个miRNA能够靶定一个以上的mRNA，而多个miRNAs也能同时作用于一个mRNA。miRNAs的生物调控作用有着严格的时间和空间控制，它们的失调与许多人类疾病相关，如癌症、心脑血管疾病、神经退行性病变等。随着对miRNAs研究的深入，越来越发现其在神经病理性疼痛中的诊断和治疗中发挥重要作用。

二、miRNAs在神经病理性疼痛中的作用

1.调节炎症因子

miRNAs于2000年首次在人类中发现，它们被证明几乎所有已知的生物过程和许多病理生理情况，其中包括神经病理性疼痛[6]。越来越多的证据表明，外周和中枢神经系统（如背根神经节和脊髓背角）的神经炎症与周围神经损伤引起的神经病理性疼痛有关，而miRNAs可以通过调节疼痛进程中的关键蛋白来影响神经病理性疼痛，导致痛觉过敏。 miRNA-146a-5p参与天然免疫反应，并可通过靶向调节星形胶质细胞中的肿瘤坏死因子受体相关因子6 (TRAF6)来减轻炎症。2015年，Lu等[7]的研究结果表明TRAF6在脊髓星形胶质细胞中表达上调，TRAF6是TIR信号通路中的重要蛋白激酶,有助于维持脊神经结扎(spinal nerve ligation, SNL)诱导的神经病理性疼痛，而miRNA-146a-5p可通过结合TRAF6的3' UTR而下调TRAF6。神经炎症对神经病理性疼痛的进展起很大作用，Zhan等[8]在坐骨神经慢性压迫性损伤(chronic constriction injury,CCI)模型中发现高迁移率族蛋B1 (HMGB1)参与了神经病理性疼痛的发展，而miR-381的过表达显著抑制HMGB1表达，减轻大鼠神经病理性疼痛行为，包括机械痛和热痛觉过敏。Bao等[9]在CCI模型中亦发现miR-28-5p的表达减少可使Zeb1的表达增加，从而加强炎症相关因子如IL-6 、IL-1β、Cox-2等的释放，促进大鼠神经病理性疼痛行为的发展。趋化因子CXC受体4 (CXCR4)属于G蛋白偶联受体家族，在中枢神经系统中具有调节神经元和胶质细胞生长的特性。越来越多证据表明，CXCR4参与了不同的伤害性刺激反应过程。Pan[10]等在部分结扎坐骨神经损伤模型(pSNL)中发现miR-23a的下调可以促进脊髓CXCR4的表达，并随后通过调节硫氧还蛋白结合蛋白/核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3 (TXNIP/NLRP3)炎性体轴诱导神经性疼痛。这些研究结果表明，miRNAs可以通过调节神经炎症来影响神经病理性疼痛的发生，揭示了神经病理性疼痛的独特机制，miRNAs可能为未来神经病理性疼痛的治疗提供潜在的新目标。

2.调节离子通道

离子通道在神经元的兴奋性中起着关键作用，可能是疼痛病理条件下miRNAs作用的靶标。在目前的临床治疗中，参与疼痛途径的电压门控通道已经成为神经病理性疼痛治疗干预的主要目标。Nav1.3是河豚毒素敏感的电压门控钠通道的一种，能够产生具有快速复动力学的钠离子电流，可促进神经元的兴奋性，增强神经元的重复放电特性和损伤神经元的异位放电。Su等[11]在2016年发现在SNL中，miR-30b的过表达能显著减轻神经病理性疼痛，且能同时降低Nav1.3 mRNA的表达，这是首次通过SNL模型阐明了miR-30b在神经病理性疼痛中的作用。Nav1.7是由SCN9A编码的河豚毒素敏感的另一种电压门控钠通道，主要在背根神经节的疼痛感知神经元中表达，在伤害感受中起着至关重要的作用。而miR-30b的过表达能抑制SCN9A转录以减轻神经病理性疼痛[12]。这表明miR-30b可通过调节Nav1.7、Nav1.3的表达影响神经病理性疼痛的发展。

Sakai等[13]发现miR-17-92簇及其个体成员参与和调节了慢性神经病理性疼痛，能产生持续性的异常机械痛。miR-17-92簇是一个具有六个不同成员的miRNA簇，它的靶点包括编码大量电压门控钾通道及其调节亚基的基因，它们能下调钾通道的表达，减少外向钾电流，特别是A型电流。这提示我们可以联合应用钾通道调节剂来减轻神经损伤或miR17-92过度表达引起的机械性异常疼痛。而小鼠中miR-183簇控制超过80%的神经性疼痛调节基因，并通过调节辅助电压门控钙通道亚基α2δ-1和α2δ-2来调节异常机械性疼痛[14]。这些发现强调了神经系统中簇类miRNAs的重要性，并且可能提供基于多功能相关蛋白的新镇痛策略。

3.调控免疫平衡

有证据表明免疫系统的异常反应实质上有助于神经病理性疼痛的发展。免疫细胞通过迁移到损伤侧的神经系统来响应神经损伤，从而释放介质，影响细胞间信号传导，而免疫过程和细胞因子的表达受到miRNAs的严格调控。Leinders[15]通过2014年至2015年期间外周神经病变所致神经病理性疼痛数据库中发现，在未经选择的病人队列中，神经病理性疼痛病人白细胞中miR-21和miR-146a表达更高，而miR-155表达更低，这些miRNAs可能有助于确定外周神经病变所致神经病理性疼痛的病因及可能潜在的靶标药物。

在很多神经病理性疼痛病人中，周围神经损伤会导致从循环中募集和激活免疫细胞，这些细胞分泌促炎介质，促进疼痛的发展，而T细胞反应被认为是神经病理性疼痛发展的重要因素[16]。Heyn等[17]在临床实验中发现，在神经病理性疼痛病人中，miR-124a和miR-155的表达增加，抑制了去乙酰化酶表达，从而促进CD4+T细胞向Tregs的分化，其免疫抑制性调节T细胞(Tregs)增加，这表明生物体内可能能内源性地抑制炎症从而达到缓解神经病理性疼痛的目的。解密miRNAs在影响神经病理性疼痛神经-免疫通路的作用，可能有助于发现减轻疼痛的新途径。

4.在诊断和治疗中的作用

神经病理性疼痛是当今危害人类健康和影响人们生活质量的最常见病症之一，已经成为临床和基础医学研究的热点。使用各种生物体液和活组织中的miRNAs作为诊断、治疗和预后的生物标志物已经在肿瘤学等学科中取得很大进展，但是近几年才在神经病理性疼痛中被应用。2016年，Leinders[18]等通过对比30名神经病理性疼痛病人和30名健康人白细胞中miR-132-3p表达水平后发现，神经病理性疼痛病人白细胞中miR-132-3p表达增加2.6倍。而在进一步的动物实验中，他们发现鞘内注射miR-132-3p模拟物后能诱导大鼠的疼痛行为，这表明miR-132-3p在神经病理性疼痛中有促伤害作用，也说明miRNAs可能可以成为某种神经病理性疼痛的标记物，帮助我们临床诊断。

Janssen等[19]发表的研究成果显示，作为一种锁定的核酸修饰的DNA硫代磷酸酯反义寡核苷酸Miravirsen，可在高度稳定的异源双链体中螯合成熟的miR-122，从而抑制其功能，这是首个进入人体临床试验的miRNA靶向疗法，已在IIa期HCV临床试验中显示出了治疗潜力，这暗示着miRNA靶向疗法在神经病理性疼痛中可能也有巨大前景。

三、展望

有些miRNAs的表达和调节有器官和细胞特异性，这使得它们更容易在特定的环境中靶向调节，但是仍然存在许多在器官和细胞中普遍表达的miRNAs 。因此未来为了解miRNA的表达上调或者下调是否能提供治疗益处，基于miRNA的临床应用应将阐明靶标特异性。随着对miRNAs作用机制的进一步研究，以及利用最新的miRNAs基因芯片等高通量技术手段，这将使得miRNAs可能成为疾病诊断的新生物学标记物，还可能成为新的药物靶点，将会为今后神经病理性疼痛的发病机制及治疗提供新的思路和方法。