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《The Journal of Headache and Pain》:Nuclear paraspeckle assembly transcript 1 promotes photophobia behavior in mice via miR-196a-5p/Trpm3 coupling
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月23日 来源:The Journal of Headache and Pain 7.3
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偏头痛中神经炎症机制至关重要,但长链非编码 RNA(lncRNA)NEAT1 的作用未明。研究通过小鼠模型探讨 NEAT1 在三叉神经节(TG)激活及畏光中的作用,发现 NEAT1 通过 NEAT1/miR-196a-5p/Trpm3 轴促进畏光,为偏头痛治疗提供新方向。
在头痛领域,畏光作为偏头痛的常见且恼人症状,困扰着约 90% 的偏头痛患者,甚至在发作间歇期仍有 75% 的患者持续受困于对光的过度敏感。目前,虽然已知三叉神经节(TG)激活在偏头痛相关畏光中起关键作用,且神经炎症机制在偏头痛病理生理中占据核心地位,但关于非编码 RNA,尤其是长链非编码 RNA(lncRNA)在其中的作用,却长期笼罩在未知的迷雾中。现有研究大多聚焦于神经肽、离子通道、细胞因子和信使 RNA(mRNA)对三叉神经节的激活作用,而像 NEAT1 这样的 lncRNA 是否参与其中,以及其背后潜在的调控网络,仍是亟待填补的科学空白。
为了揭开这些谜团,西安交通大学利物浦大学的研究人员开展了一系列研究。他们以小鼠为研究对象,利用快速诱导的畏光模型,深入探究 NEAT1 在三叉神经节中的作用及其调控机制。经过严谨的实验设计与分析,研究得出重要结论:NEAT1 通过与 miR-196a-5p、Trpm3 形成调控轴,促进小鼠的畏光行为。这一发现为理解偏头痛畏光的分子机制打开了新视角,也为偏头痛的治疗提供了极具潜力的新靶点。该研究成果发表在《The Journal of Headache and Pain》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,通过鼻内注射 TRPA1 激活剂伞花酮(UMB)诱导小鼠畏光行为,利用定制的黑白箱和视频跟踪系统评估小鼠在光区的停留时间;其次,运用 RNA 测序技术筛选三叉神经节中差异表达的 lncRNA 和 miRNA,并通过 qPCR 对测序结果进行验证;此外,构建 shNEAT1 腺相关病毒(AAV)载体以敲低 NEAT1,利用双荧光素酶报告基因实验验证 NEAT1 与 miR-196a-5p、Trpm3 的相互作用;还使用 TRPM3 选择性拮抗剂异樱花素(ISO)验证 TRPM3 在畏光中的作用。实验所用小鼠来自上海 SLAC 实验动物有限公司,分为多个队列,以减少实验偏差。
RNA 测序分析显示,畏光小鼠三叉神经节中的 lncRNA 发生显著改变,共检测到 125 个差异表达的 lncRNA,其中 84.8%(106 个)呈上调趋势,NEAT1 便是其中之一(padj=0.0151)。qPCR 分析进一步证实了 NEAT1 RNA 水平的升高(P=0.0489),表明三叉神经节在畏光诱导后迅速激活,且 NEAT1 可能在此过程中扮演重要角色。
通过尾静脉注射 shNEAT1-AAV9 载体实现 NEAT1 的全身性敲低。行为学实验表明,与对照组相比,敲低 NEAT1 的小鼠在畏光诱导后,在光区的总停留时间显著增加,避光行为明显减轻。组织学检查证实了 AAV 在三叉神经节中的有效感染,qPCR 显示 NEAT1 在敲低组中的表达水平显著低于对照组,进一步验证了 NEAT1 在畏光行为中的关键作用。
miRNA 测序和 qPCR 分析发现,畏光小鼠与对照组相比,有 7 个差异表达的 miRNA,其中 Mir-196a-1、Mir-196a-2 等下调。结合 RNA 测序数据和在线数据库,构建了包含 NEAT1、miR-196a-5p 和 10 个 mRNA 的 ceRNA 网络。Trpm3 因同时被 Mir-196a-1 和 Mir-196a-2 靶向,且其编码的 TRPM3 蛋白在三叉神经节功能中已有报道,成为重点研究对象。qPCR 验证了 Trpm3 等基因在畏光小鼠中的上调。
敲低 NEAT1 可导致三叉神经节中 miR-196a-5p 上调、Trpm3 下调,符合 ceRNA 理论预测。双荧光素酶报告基因实验证实,miR-196a-5p 可直接与 NEAT1 和 Trpm3 的 3′-UTR 结合,且结合位点在人和小鼠中高度保守。这表明 NEAT1 通过竞争性结合 miR-196a-5p,解除其对 Trpm3 的抑制,从而促进 Trpm3 表达。
腹腔注射 TRPM3 选择性拮抗剂 ISO 后,畏光小鼠在光区的停留时间恢复至接近对照组水平,证实 TRPM3 在维持三叉神经节敏化和畏光行为中起关键作用,进一步支持 NEAT1/miR-196a-5p/Trpm3 轴的调控机制。
研究结论表明,NEAT1 通过 NEAT1/miR-196a-5p/Trpm3 竞争性内源性 RNA(ceRNA)网络,在小鼠畏光行为中发挥关键促进作用。具体而言,偏头痛触发因素(如 UMB)可激活三叉神经节伤害感受器,诱导 NEAT1 和 Trpm3 表达,两者通过竞争结合 miR-196a-5p,促使 Trpm3 表达增加,进而通过钙离子内流和神经炎症维持三叉神经血管敏化,最终导致畏光行为。
尽管该研究为偏头痛畏光的机制提供了新见解,但仍存在一些局限性。例如,未在畏光模型中直接测量 NEAT1 与 miR-196a-5p 的相互作用,也未评估 TRPM3 蛋白的产生和活性,且研究仅在雄性小鼠中进行,未涉及雌性小鼠。未来需进一步探究 NEAT1 在不同细胞类型中的分布、NEAT1 与 miR-196a-5p 在 TRPM3 阳性神经元和卫星胶质细胞中的相互作用,以及 NEAT1 在其他偏头痛相关行为中的作用。尽管如此,该研究首次揭示了 lncRNA 在偏头痛畏光中的关键作用,为开发以 NEAT1 为靶点的偏头痛治疗方法奠定了基础,有望为众多受偏头痛畏光困扰的患者带来新的希望。