PRMT2介导的miR-323-3p上调通过靶向Kv2.1通道促进三叉神经病理性疼痛的机制研究

【字体: 时间:2025年07月18日 来源:Cell Reports 7.5

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  本研究针对神经病理性疼痛治疗困境,揭示了感觉神经元中PRMT2/FOXA2/miR-323-3p/Kv2.1信号轴的关键作用。通过高通量测序发现神经损伤后miR-323-3p在受损三叉神经节(TG)中显著上调,实验证实其通过抑制Kv2.1钾通道导致神经元超兴奋性。研究首次阐明PRMT2介导的H3R8me2a修饰促进FOXA2转录因子结合miR-323-3p启动子的表观遗传机制,为开发靶向miRNA的镇痛策略提供了新思路。

  

慢性神经病理性疼痛是临床治疗的重大挑战,现有镇痛药物往往效果有限且副作用明显。三叉神经系统作为头面部感觉传导的重要通路,其神经元异常兴奋是导致顽固性疼痛的核心机制。尽管已知微小RNA(miRNA)在疼痛调控中发挥重要作用,但感觉神经元中miRNA的精确调控网络及其表观遗传机制仍不清楚。

苏州大学骨科研究所和基础医学研究中心的研究团队在《Cell Reports》发表重要成果,通过整合高通量测序、分子生物学和电生理技术,系统揭示了PRMT2介导的表观遗传通路调控miR-323-3p表达并影响钾通道功能的分子机制。研究发现该通路通过改变神经元兴奋性直接参与三叉神经病理性疼痛的发生发展,为开发新型镇痛靶点提供了理论依据。

研究主要采用慢性压迫性眶下神经损伤(CCI-ION)大鼠模型模拟临床神经病理性疼痛,运用miRNA测序筛选差异表达分子,通过荧光原位杂交(FISH)和免疫荧光确定细胞定位。利用染色质免疫沉淀(ChIP)-qPCR分析组蛋白修饰,采用双荧光素酶报告系统验证转录因子结合位点,并通过全细胞膜片钳技术记录离子通道电流变化。

miR-323-3p在受损TG神经元中特异性上调
高通量测序发现CCI-ION术后14天,miR-323-3p在27个上调miRNA中增幅最大(285%),且特异性分布于NeuN+神经元而非胶质细胞。时间进程分析显示其高表达状态可持续28天,但在CFA诱导的炎性疼痛模型中无变化,表明其特异性参与神经病理性疼痛。

miR-323-3p调控伤害性行为
TG内注射miR-323-3p拮抗剂(antagomir-323)可逆转已建立的机械超敏反应,而预给药则能预防疼痛发生。相反,通过慢病毒载体(lenti-hSyn-miR-323-3p-up)过表达miR-323-3p可诱导正常大鼠出现痛觉过敏。在坐骨神经分支结扎(SNI)模型中,鞘内注射antagomir-323同样显示镇痛效果,证实该miRNA在不同神经病理性疼痛模型中的普适作用。

转录因子FOXA2激活miR-323-3p转录
启动子截断实验确定-443至-13bp区域(△S)包含关键调控元件。生物信息学预测结合突变分析证实FOXA2(叉头框蛋白A2)而非AP1或NFATC2,通过结合△S区域驱动转录。尽管FOXA2蛋白总量不变,但ChIP-qPCR显示CCI-ION术后其与miR-323-3p启动子结合增加1.8倍。

PRMT2介导H3R8me2a增强FOXA2结合
RNA-seq显示PRMT2(蛋白质精氨酸甲基转移酶2)是唯一显著上调的PRMT家族成员(1.37倍)。免疫印迹证实PRMT2及其催化产物H3R8me2a(组蛋白H3第8位精氨酸不对称二甲基化)在受损TG中增加。PRMT2-siRNA可阻断H3R8me2a修饰、减少FOXA2结合并降低miR-323-3p表达,同时缓解机械超敏反应,形成"PRMT2→H3R8me2a→FOXA2→miR-323-3p"的完整调控链条。

miR-323-3p靶向抑制Kv2.1钾通道
靶基因预测结合RNA-seq筛选出5个候选基因,其中KCNB1(Kv2.1编码基因)表达下降最显著(>50%)。双荧光素酶报告系统证实miR-323-3p通过3'UTR保守位点直接抑制Kv2.1。电生理记录显示miR-323-3p过表达使Kv2.1电流降低40%,而TG内注射Kv2.1-up慢病毒可逆转miR-323-3p诱导的痛觉过敏。

这项研究首次阐明感觉神经元中PRMT2依赖的表观遗传修饰通过级联调控最终影响离子通道功能的完整机制。发现的PRMT2/FOXA2/miR-323-3p/Kv2.1信号轴不仅解释了神经损伤后神经元兴奋性改变的分子基础,更提供了多个可干预的靶点:既可开发PRMT2抑制剂阻断表观遗传启动,也可设计miR-323-3p拮抗剂恢复Kv2.1通道功能。该成果为理解慢性疼痛的持久性提供了新视角,也为开发不依赖阿片类药物的精准镇痛策略奠定了理论基础。

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