SERBP1-PCIF1复合体调控初级体感皮层谷氨酸能神经元m6Am修饰在神经病理性疼痛中的作用机制

本研究揭示了SERBP1-PCIF1复合体通过调控初级体感皮层(S1HLGlu)神经元中m6Am修饰影响Maf1表达，进而介导神经病理性疼痛与焦虑共病的分子机制。研究人员发现外周神经损伤特异性上调PCIF1表达，其与SERBP1协同催化m6Am在Maf1 mRNA的沉积，导致MAF1蛋白减少和神经元超兴奋性。该发现为开发靶向RNA表观遗传修饰的镇痛策略提供了新靶点。

　　

慢性疼痛领域长期面临治疗靶点匮乏的困境，特别是约占慢性疼痛病例20%的神经病理性疼痛，其典型特征包括自发性疼痛、痛觉超敏和焦虑等情绪障碍。现有镇痛药物对这类疼痛疗效有限，部分归因于其复杂的表观遗传调控机制尚未阐明。近年来，RNA修饰（如m⁶A和m⁶Am）在神经系统疾病中的作用逐渐受到关注，但m⁶Am修饰是否参与疼痛调控仍是未解之谜。

徐州医科大学麻醉学院江苏省麻醉学重点实验室的研究团队在《Nature Communications》发表重要研究成果，首次揭示磷酸化CTD相互作用因子1（PCIF1）及其辅因子SERBP1通过调控m⁶Am修饰参与神经病理性疼痛的发生发展。研究采用多组学联用技术，结合条件性基因敲除、光遗传学操控和单细胞测序等方法，发现外周神经损伤选择性上调初级体感皮层第五层谷氨酸能神经元（S1HL^Glu）中PCIF1表达，其与SERBP1形成功能复合体，催化Maf1 mRNA的m⁶Am修饰，导致MAF1蛋白表达下降和神经元超兴奋性，最终诱发疼痛与焦虑行为。

关键技术方法包括：1）建立保留神经损伤（SNI）、慢性压迫损伤（CCI）和化疗诱导疼痛等多种动物模型；2）激光显微切割结合单细胞RT-PCR定位特定神经元亚群；3）m⁶Am-exo-seq与RNC-seq联合分析转录组修饰；4）CRISPR-dCasRx系统靶向编辑Maf1 mRNA特定位点；5）光纤光度法记录活体神经元钙信号。

研究结果

外周神经损伤导致S1HL中m⁶Am和PCIF1增加

LC-MS/MS检测发现神经损伤后S1HL区m⁶Am水平持续升高，且特异性伴随PCIF1（而非FTO或ALKBH5）表达上调。这种变化在神经病理性疼痛模型（SNI、CCI、糖尿病和化疗诱导）中均出现，但在炎性疼痛或单纯焦虑模型中未见，表明PCIF1上调具有疼痛特异性。

PCIF1上调集中于S1第五层兴奋性神经元

通过CaMK2α-Cre/vGat-Cre与tdTomato小鼠杂交结合单细胞PCR，发现PCIF1 mRNA增加仅见于S1第五层谷氨酸能神经元（S1L5^Glu），占PCIF1阳性细胞的81.3%。激光显微切割进一步验证该区域特异性，为后续靶向干预奠定基础。

干预PCIF1表达可双向调控疼痛行为

在S1HL^Glu神经元中使用shRNA敲低PCIF1，不仅能预防SNI诱导的机械性异常疼痛（PWF从65%降至25%）和热痛敏（PWL从6s延长至10s），还可逆转已建立的疼痛症状。相反，通过AAV-DIO系统过表达PCIF1足以在正常小鼠中诱发疼痛样行为，这些效应均依赖于神经元兴奋性改变。

SERBP1作为PCIF1辅因子共同催化m⁶Am

质谱分析鉴定出SERBP1是PCIF1的关键结合蛋白。结构预测显示SERBP1第16位精氨酸对结合至关重要，突变该位点使m⁶Am催化效率降低80%。光遗传学激活SERBP1-PCIF1相互作用可即时升高m⁶Am水平并诱发痛觉敏感，证实二者形成功能性甲基转移酶复合体。

Maf1是介导疼痛表型的关键下游靶点

多组学整合分析发现，神经损伤导致436个基因发生PCIF1依赖的m⁶Am修饰，其中转录抑制因子Maf1的m⁶Am修饰增加最显著。CRISPR-dCasRx靶向编辑Maf1 mRNA起始位点可特异性降低MAF1蛋白表达（约40%），并重现PCIF1过表达的表型。反之，恢复MAF1表达能逆转PCIF1诱导的疼痛和神经元超兴奋性。

研究结论与意义

该研究首次阐明RNA表观遗传修饰在疼痛-焦虑共病中的核心作用：1）确立PCIF1-SERBP1-m⁶Am-MAF1轴作为神经病理性疼痛的新调控通路；2）发现S1HL^Glu神经元特异性表观遗传重编程是疼痛慢性化的关键机制；3）为开发靶向RNA修饰的精准镇痛策略提供理论依据。相较于传统靶点，干预m⁶Am修饰可能同时改善疼痛和情绪症状，具有重要转化价值。未来研究可探索小分子抑制剂阻断PCIF1甲基转移酶活性的治疗潜力。