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神经病理性疼痛治疗面临挑战，因其分子机制不明。研究人员开展了以 TSPO 为核心，探究其与神经病理性疼痛关系的研究。结果发现 TSPO 可通过 AMPK-PGC-1α 通路缓解疼痛，还鉴定出靶向药物。这为疼痛治疗提供了新靶点和潜在药物，意义重大。
在医学领域，神经病理性疼痛一直是个令人头疼的难题。它是由神经损伤或疾病引发的慢性疼痛，会让患者的生活质量大打折扣。想象一下，患者时刻被疼痛折磨，日常活动都成了奢望，而目前临床上针对这种疼痛的有效治疗手段却十分有限。这背后的关键原因在于，神经病理性疼痛的分子机制还没有被完全弄清楚，尤其是线粒体功能障碍在其中扮演的角色，更是迷雾重重。因此，找到新的治疗靶点和方法，成为了医学研究的迫切需求。
为了解开这些谜团，吉林大学中日联谊医院、吉林省周围神经损伤与再生重点实验室以及南通大学神经再生重点实验室等机构的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦在 TSPO（18 kDa 转运蛋白，translocator protein）上，致力于探究 TSPO 与神经病理性疼痛之间的关系，以及其中潜在的分子机制。最终，他们的研究成果发表在了《The Journal of Headache and Pain》上，为神经病理性疼痛的治疗带来了新的曙光。
研究人员运用了多种关键技术方法来开展这项研究。首先是生物信息学分析，通过获取相关数据集，进行差异表达分析、富集分析等，筛选出与神经病理性疼痛相关的关键基因和通路。在动物实验方面，构建了 spared 神经损伤（SNI）小鼠模型来模拟神经病理性疼痛，利用 von Frey 丝试验评估小鼠的疼痛敏感性。此外，还采用了免疫荧光染色、蛋白质免疫印迹（Western blot）、定量实时聚合酶链反应（qRT-PCR）等实验技术，从细胞和分子层面深入探究 TSPO 的作用机制 。同时，运用孟德尔随机化分析和分子对接技术，分别从遗传学角度验证 TSPO 与疼痛的关联，并筛选潜在的靶向药物。
下面来看看具体的研究结果：
- SNI 诱导的脊髓背角变化特征：研究人员对 SNI 诱导的脊髓背角变化进行了深入分析。通过差异基因表达分析，他们发现了 91 个差异表达基因（DEGs），这些基因主要富集在炎症和免疫相关的生物学过程中。基因集富集分析（GSEA）结果进一步表明，NLRP3 炎性小体、细胞因子信号传导和细胞焦亡与 SNI 密切相关。此外，通过加权基因共表达网络分析（WGCNA），确定了与 SNI 相关的基因模块和关键基因，这些发现都强调了炎症在脊髓背角对 SNI 反应中的重要作用123。
- TSPO 与神经病理性疼痛中的细胞焦亡和炎症相关：之前的研究提示细胞焦亡和炎症小体激活与线粒体功能障碍紧密相连。本研究的 GSEA 分析证实了 SNI 后存在线粒体损伤。通过 Venn 分析，研究人员确定了 TSPO 和 UCP2 是参与神经病理性疼痛的关键基因。在实验验证中，他们发现 SNI 小鼠的疼痛阈值降低，同时 TSPO 表达升高，细胞焦亡标记物和炎症细胞因子也显著增加，这表明 TSPO 表达与细胞焦亡呈正相关45。
- 药物调节 TSPO 对神经病理性疼痛的影响：为了探究 TSPO 与神经病理性疼痛的关系，研究人员对 TSPO 表达进行了药物调节。给予 TSPO 抑制剂 PK 11195 后，SNI 小鼠对机械刺激的超敏反应加剧，炎症细胞因子和细胞焦亡相关蛋白水平升高；而使用 Ro 5–4864 上调 TSPO 表达，则能有效减轻疼痛敏感性，降低炎症细胞因子和细胞焦亡相关蛋白的表达。这些结果表明，上调 TSPO 可以通过调节细胞焦亡来缓解神经病理性疼痛67。
- 星形胶质细胞中 TSPO 基因增加对神经病理性疼痛的缓解作用：免疫荧光染色显示，TSPO 主要与 GFAP?星形胶质细胞共表达。研究人员构建了星形胶质细胞特异性 TSPO 腺相关病毒（AS-TSPO），并将其注射到小鼠脊髓背角。结果发现，AS-TSPO 能有效缓解机械性异常疼痛，减少 c-Fos?神经元数量，抑制炎症细胞因子和细胞焦亡相关蛋白的表达，这表明遗传增加星形胶质细胞中的 TSPO 可以通过减少细胞焦亡来缓解神经病理性疼痛8。
- SNI 后线粒体功能障碍和 AMPK-PGC-1α 激活的观察：由于 TSPO 与缓解神经病理性疼痛中的细胞焦亡有关，研究人员进一步探究其调节细胞焦亡的机制。转录组分析显示，SNI 诱导线粒体功能障碍并激活氧化应激。PCR 阵列分析表明，AS-TSPO 处理可调节线粒体相关基因的表达，激活 AMPK-PGC-1α 通路，改善线粒体健康，减少氧化应激，维持线粒体功能，进而影响细胞焦亡和炎症因子的释放910。
- TSPO 通过增强 AMPK-PGC-1α 通路保护线粒体功能和抑制细胞焦亡：为了验证 TSPO 通过 AMPK-PGC-1α 通路调节线粒体功能、减轻细胞焦亡和炎症的作用，研究人员使用了 AMPK 抑制剂 Compound C。结果发现，抑制 AMPK-PGC-1α 通路会导致线粒体损伤加剧，细胞焦亡相关炎症细胞因子和蛋白水平升高，AS-TSPO 的镇痛作用也明显减弱。这表明 TSPO 通过 AMPK-PGC-1α 通路调节线粒体融合和分裂，影响细胞焦亡，从而缓解神经病理性疼痛1112。
- 原代星形胶质细胞中细胞焦亡诱导过程中的线粒体功能障碍：研究人员分离了原代星形胶质细胞并诱导细胞焦亡。结果显示，细胞焦亡模型中 IL-1β 和 IL-18 水平升高，TSPO 和细胞焦亡相关蛋白表达上调，同时出现线粒体功能障碍，包括 ROS 增加、膜电位降低、抗氧化标记物减少、mtDNA 水平抑制和线粒体网络碎片化等。这些结果与动物实验结果一致，表明线粒体功能障碍在细胞焦亡过程中起着重要作用1314。
- TSPO 通过 AMPK-PGC-1α 通路对星形胶质细胞线粒体功能和细胞焦亡的调节作用：在原代星形胶质细胞实验中，研究人员用 Ro 5–4864 处理细胞。结果发现，Ro 5–4864 能显著降低细胞焦亡相关指标，提高细胞抗氧化能力，恢复线粒体膜电位，减少线粒体网络破坏和碎片化，下调细胞焦亡相关蛋白表达。而使用 AMPK 抑制剂 Compound C 则会消除 TSPO 的保护作用。这进一步证实了 TSPO 通过 AMPK-PGC-1α 通路增强线粒体功能，调节细胞焦亡1516。
- TSPO 基因与多种疼痛表型的关联及潜在靶向药物的验证：研究人员利用全基因组关联研究（GWAS）数据进行孟德尔随机化分析，发现 TSPO 与颈部、肩部和背部疼痛相关，且 TSPO 表达增加与疼痛缓解相关。通过药物数据库筛选和分子对接，他们确定了氯美扎酮和佐匹克隆两种潜在的 TSPO 靶向药物。其中，佐匹克隆的结合亲和力更强，在动物实验中，2μg 剂量的佐匹克隆在术后第 21 天能实现约 50% 的疼痛缓解1718。
总的来说，这项研究深入揭示了线粒体功能障碍、细胞焦亡和炎症在神经病理性疼痛中的重要作用，明确了 TSPO 作为关键调节因子的地位。TSPO 可以通过 AMPK-PGC-1α 通路调节线粒体生物发生和融合、分裂的动态平衡，增强抗氧化能力，减少 ROS 水平，维持线粒体稳态，从而减轻细胞焦亡和炎症，缓解神经病理性疼痛 。此外，通过孟德尔随机化分析，在人类全基因组层面验证了上调 TSPO 作为疼痛缓解治疗策略的有效性，并确定了潜在的临床相关靶向药物。
不过，该研究也存在一些局限性。比如，虽然研究重点关注了 TSPO 通过线粒体途径对细胞焦亡的调节，但细胞焦亡受多种因素驱动，未来还需探索其他相关途径和机制。另外，虽然筛选出了潜在的 TSPO 靶向药物，但还需要进一步深入研究其疗效、安全性、药物代谢等方面。尽管如此，这项研究仍然为神经病理性疼痛的治疗提供了新的靶点和潜在药物，为后续的临床研究和治疗策略的开发奠定了重要基础，有望为神经病理性疼痛患者带来新的希望。
