神经元α7nAChR激活通过抑制HMGB1释放减轻炎症和疼痛行为的新机制

《Molecular Medicine》：Nociceptor α7nAChR activation blunts neuronal HMGB1 release and attenuates inflammation and nociceptive behavior

语 本研究针对神经元源性HMGB1（高迁移率族蛋白B1）在炎症与疼痛中的调控机制不明的问题，探讨了α7nAChR（α7烟碱型乙酰胆碱受体）激动剂能否通过抑制HMGB1释放缓解疼痛行为。结果表明，GTS-21等α7nAChR激动剂可特异性阻断HMGB1从背根神经节（DRG）神经元核内转位至胞外，减轻甲醛和光遗传学诱导的疼痛反应，且该作用依赖于α7nAChR。这一发现为靶向神经元胆碱能通路治疗炎症性疼痛提供了新策略。

　　

论文解读

在慢性疼痛和炎症性疾病中，高迁移率族蛋白B1（HMGB1）作为一种重要的警报素（alarmin），在细胞外释放后能激活免疫反应并加剧病理进程。近年研究发现，感觉神经元（如背根神经节神经元）是HMGB1的重要来源，其释放参与神经炎症和疼痛行为的调控。然而，神经元HMGB1释放的分子机制尚未明确。另一方面，胆碱能抗炎通路通过α7烟碱型乙酰胆碱受体（α7nAChR）抑制免疫细胞HMGB1释放，但其在神经元中的作用仍属未知。本研究旨在探索α7nAChR激动剂能否通过调节神经元HMGB1释放，进而影响疼痛和炎症反应。

为回答这一问题，研究团队结合体外细胞模型与体内动物实验，采用光遗传学、药理学干预和基因敲除技术，系统评估了α7nAChR信号在HMGB1释放及疼痛行为中的作用。关键实验技术包括：原代背根神经节（DRG）神经元培养与刺激（采用辣椒素或470 nm光遗传学激活）、α7nAChR激动剂（乙酰胆碱、GTS-21、PNU-282987）干预、酶联免疫吸附试验（ELISA）检测HMGB1及炎症因子、免疫荧光染色观察HMGB1核质转位、小鼠甲醛疼痛模型及机械性痛觉过敏（von Frey filaments）行为学测试。动物实验使用C57BL/6、VGlut2-Cre/ChR2-YFP（光遗传学模型）及α7nAChR基因敲除（KO）小鼠，所有操作均符合伦理规范。

结果分析

1. α7nAChR激动剂减轻甲醛诱导的疼痛行为

在野生型小鼠中，腹腔注射GTS-21（4 mg/kg）显著降低甲醛注射后足部的疼痛评分和肿胀程度，并减少局部组织中HMGB1和IL-6水平，但对血清HMGB1、IL-6及神经肽CGRP（降钙素基因相关肽）无影响。而在α7nAChR KO小鼠中，GTS-21的镇痛和抗炎作用完全消失，证实该效应依赖于α7nAChR。

2. 光遗传学激活验证神经元HMGB1的作用

通过特异性激活Vglut2-Cre/ChR2-YFP小鼠足部感觉神经元，光刺激诱发机械性痛觉过敏，GTS-21治疗可逆转该现象，并抑制局部HMGB1和IL-6升高，再次表明α7nAChR激动剂通过靶向神经元HMGB1发挥作用。

3. 体外实验揭示HMGB1释放的特异性抑制

在培养的DRG神经元中，辣椒素或光遗传学刺激显著促进HMGB1释放，而乙酰胆碱、GTS-21或PNU-282987预处理可剂量依赖性抑制该过程，且不影响CGRP和P物质（substance P）的释放。这一选择性抑制在α7nAChR KO神经元中消失，说明α7nAChR信号特异性地调控HMGB1的分泌途径。

4. GTS-21阻断HMGB1核质转位

免疫荧光染色显示，辣椒素刺激导致DRG神经元中HMGB1从核内转位至胞质，而GTS-21预处理可显著保留HMGB1于核内，定量分析证实其减少胞质HMGB1积累和细胞外释放。

结论与意义

本研究首次揭示α7nAChR依赖性胆碱能信号通过抑制神经元HMGB1核质转位和胞外释放，减轻炎症性疼痛行为。其机制不同于经典神经肽（如CGRP和P物质）的分泌途径，提示HMGB1可能是疼痛调控的关键靶点。此外，研究强调α7nAChR激动剂（如GTS-21）在创伤或炎症早期干预中的潜力，尤其针对神经元源性HMGB1快速释放（伤后3–6小时高峰）的病理场景。该发现不仅深化了对神经-免疫交叉对话的理解，也为开发非阿片类镇痛药物提供了新方向。

局限性：HMGB1从神经元释放的具体分子通路（如自噬体/内体途径）及α7nAChR如何调控去乙酰化酶（如SIRT1）活性仍需进一步探索。