《Nature Communications》：ZFP612 controls neuropathic pain through epigenetic repression of Il1rl1 within the silencer–promoter loop in primary sensory neurons of male mice
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为破解“神经损伤后感觉神经元为何失控产生持续疼痛”，作者锁定DRG富集锌指蛋白ZFP612，发现其通过结合Il1rl1内含子沉默子，招募HDAC1/2-SETDB1复合物，在三维染色质环中同步抑制三个启动子；ZFP612下调即可同时解锁P1/P2/P3，使IL1RL1↑并放大IL-33-ST2-NF-κB/MAPK级联，导致痛敏。研究首次阐明多启动子免疫基因在单类神经元内的并行激活模式，为将“ZFP612-沉默子-IL1RL1”轴转化为早期诊断标志或镇痛靶点奠定理论基础。
研究背景
“痛”是身体拉响的警报，但外伤或术后有些警报却停不下——轻轻一碰如刀割，风吹也灼烧，这就是神经病理性疼痛。现有药物仅对三成患者有效，原因之一是医生们并不完全清楚受损的背根神经节（DRG）里，感觉神经元如何把“免疫”误当“疼痛”，让原本安静的炎症信号通路突然爆棚。IL-33及其受体IL1RL1（又称ST2）在免疫细胞中已声名狼藉，可它为何在神经元里“苏醒”、如何被精准“刹车”，仍是空白。更棘手的是，Il1rl1基因携带三个可选启动子（P1、P2、P3），像三把并列的油门，究竟哪一把被踩下、谁负责松脚，一直缺少一幅高清“调控地图”。抓住这个空白，Ma Longfei等踏上寻找“表观遗传总开关”的旅程，希望把“同时松开三把油门”的机制一次看清，为镇痛提供可干预的“总闸”。
关键技术速览
整合单细胞RNA-seq、DLO Hi-C三维染色体构象捕获、ChIP-seq、3C、CRISPR-Cas9体内删除沉默子、AAV5-DRG微注射、RNAscope原位杂交、条件性Zfp612×Advillin-Cre小鼠及食蟹猴SNL模型。
研究结果
外周神经损伤后DRG神经元而非胶质细胞主导免疫相关转录激活
再分析已发表单细胞数据并做bulk RNA-seq，发现SNL、CCI、SNI三种经典模型均只在DRG神经元内显著富集“Cytokine Signaling in Immune System”和“Signaling by Interleukins”，提示神经元自身是免疫信号爆棚的“第一现场”。
ZFP612是神经损伤特异性下调的KRAB锌指蛋白
结合组织表达谱与单细胞数据，筛选出DRG富集且在损伤后持续下调的KZFP——ZFP612。RNAscope、WB、qRT-PCR证实其下调仅发生在ATF3受损神经元，3–14天均低于50%，并在雄性食蟹猴及神经痛患者DRG中得到验证，提示跨物种保守性。
ZFP612缺失足以模拟并加剧痛敏
AAV5-Zfp612-shRNA敲低或条件性Zfp612小鼠出现机械痛、热痛及自发痛，伴脊髓GFAP/IBA1激活；而外源性AAV5-Zfp612回补可逆转SNL诱导的痛行为与中枢胶质反应，证明ZFP612是维持“正常无痛”必需的刹车蛋白。
IL1RL1介导ZFP612缺失的痛觉表型
Zfp612敲除所致痛敏在Il1rl1背景几乎消失；DRG内给予Il1rl1-shRNA或中和抗体亦显著缓解痛行为，反之AAV5-Il1rl1过表达可直接诱发痛敏，说明IL1RL1是ZFP612下游关键痛觉放大器。
ZFP612通过结合内含子沉默子同步抑制Il1rl1三个启动子
ChIP-seq锁定ZFP612结合位点位于Il1rl1第一内含子（TSS1下游4463 bp，距TSS3约30 kb）。该片段符合“沉默子”特征：删除386 bp（silencer小鼠）或注射decoy DNA阻断结合，均使ZFP612丧失对TSS-1、TSS-2、TSS-3转录本及总IL1RL1蛋白的抑制，并抵消其镇痛效应，证实“沉默子-启动子”轴的必要性。
ZFP612招募HDAC1/HDAC2/SETDB1形成局部抑制复合物
Co-IP证实四者在 naive DRG 相互拉取；SNL后随着ZFP612降低，复合物解体，尽管HDAC1/2/SETDB1总量上升。单独鞘内敲低任一成员均可模拟ZFP612缺失并升高三种转录本，提示它们共同传递抑制指令。
ZFP612调控沉默子区acH3/acH4/H3K9me3决定RNAPII延伸效率
ChIP-qPCR显示SNL后沉默子内acH3/acH4升高、H3K9me3下降，磷酸化RNAPII CTD-Ser2延伸标志富集；过表达ZFP612可恢复HDAC1/2/SETDB1 occupancy，逆转上述修饰并抑制RNAPII延伸，说明P1转录延伸受表观“松紧带”直接控制。
三维“沉默子-P3环”让远端表观修饰同步控制P2/P3
DLO Hi-C与3C证实沉默子与含TSS3的片段VI空间接触最强，且损伤前后环强度不变。P3区九片段ChIP映射发现F1–F3为开放“热点”，SNL后acH3/acH4升高、H3K9me3下降，RNAPII-Ser5起始标志增加；ZFP612过表达或下调分别可逆转或模拟这些变化，并同步影响P2第一内含子RNAPII-Ser2延伸信号，实现“一环锁三启动子”。
结论与讨论
该研究首次绘制出“ZFP612-沉默子-HDAC1/HDAC2/SETDB1”三维表观刹车模块，在神经损伤后失活导致Il1rl1的P1、P2、P3同时被踩油门，IL1RL1蛋白暴增，从而通过IL-33-ST2-NF-κB/MAPK/JAK2-STAT3轴放大神经元兴奋与中枢胶质炎症，最终演变为持续痛敏。相较于传统单启动子调控模式，这种“多启动子并行解锁”策略让 injured DRG 在表观层面一次性完成免疫基因的高幅爆发，为解释神经病理性疼痛的难治性提供新视角。更重要的是，回补ZFP612或删除其结合沉默子即可双向调控痛行为，且不影响急性痛和运动功能，提示该轴具备转化潜力：ZFP612表达水平可望成为神经损伤早期诊断或预后评估的生物标志；局部干预沉默子-启动子环或靶向IL1RL1的中和策略，则为临床镇痛提供精准且强效的新方案。未来若在糖尿病神经病变、化疗神经毒等其他痛模型验证，并进一步解析Zfp612转录下调的上游信号，将加速这一“表观制动器”迈向临床。
