LIF调控的内皮素转换酶样蛋白1（ECEL1）通过促进交感神经芽生参与小鼠慢性压迫性损伤诱导的神经病理性疼痛

这篇研究揭示了内皮素转换酶样蛋白1（ECEL1）在神经病理性疼痛（NP）中的关键作用。通过慢性压迫性损伤（CCI）小鼠模型，发现ECEL1受白血病抑制因子（LIF）调控，通过促进背根神经节（DRG）中交感神经芽生（SBF）形成，增强神经元兴奋性，导致痛觉过敏。该研究为NP治疗提供了新靶点。

　　

引言

神经病理性疼痛（NP）是由躯体感觉系统损伤或疾病直接引起的慢性疼痛，表现为自发性疼痛、痛觉过敏和触诱发痛。NP严重影响患者身心健康，现有治疗手段有限。背根神经节（DRG）作为痛觉信号传递的关键中继站，其神经元在神经损伤后会发生显著变化。内皮素转换酶样蛋白1（ECEL1）是一种神经元特异性金属肽酶，在神经损伤后表达显著上调，但其在NP中的作用尚不清楚。

材料与方法

研究采用C57BL/6小鼠建立慢性压迫性损伤（CCI）模型，通过行为学测试评估机械性痛觉超敏（Von Frey纤维丝）、热痛觉过敏（ plantar analgesia meter）和冷痛觉过敏（干冰刺激）。采用AAV5病毒载体介导ECEL1 shRNA或全长ECEL1在DRG中的表达调控。通过全细胞膜片钳记录评估DRG神经元兴奋性，免疫组化检测酪氨酸羟化酶（TH）阳性交感神经纤维芽生情况，Western blot和qPCR分析ECEL1和LIF表达变化。

结果

CCI模型建立与DRG基因表达谱分析

CCI手术后小鼠患侧后爪出现明显的机械性和热痛觉过敏。RNA-Seq分析发现CCI组DRG中127个差异表达基因（DEGs），其中ECEL1表达显著上调（3.55倍）。GO分析显示这些DEGs多与疼痛调节相关。

ECEL1在CCI后DRG中的表达上调

qPCR和Western blot结果显示，CCI手术后第7、14和21天，患侧DRG中ECEL1 mRNA和蛋白表达持续升高，而假手术组无显著变化。

DRG中ECEL1敲低改善CCI诱导的痛觉过敏

CCI后第7天注射AAV5-Ecel1-shRNA可显著降低DRG中ECEL1表达，并缓解机械性、热和冷痛觉过敏。CatWalk步态分析显示ECEL1敲低可逆转CCI引起的患侧爪印面积和单肢支撑时间减少。Rotarod测试表明ECEL1敲低不影响小鼠运动能力。

ECEL1敲低降低损伤DRG神经元兴奋性

全细胞膜片钳记录显示，ECEL1敲低可显著降低CCI小鼠DRG神经元的动作电位发放频率，引起静息膜电位超极化，并提高动作电位阈值。

DRG中ECEL1过表达导致痛觉过敏

在正常小鼠DRG中过表达ECEL1可诱导机械性痛觉超敏和热、冷痛觉过敏，模拟NP症状。

ECEL1促进交感神经芽生且受LIF调控

TH免疫染色显示CCI组DRG神经元周围交感神经篮状结构（SBF）比例显著增加，ECEL1敲低可减少SBF形成。研究发现LIF蛋白（非mRNA）在CCI后DRG中表达增加。鞘内注射LIF可上调DRG中ECEL1表达，而注射gp130 shRNA阻断LIF信号可降低ECEL1表达并缓解CCI诱导的痛觉过敏。

讨论

ECEL1作为神经元特异性金属肽酶，其表达在神经损伤后显著上调。本研究首次阐明ECEL1通过促进DRG中交感神经芽生，增强神经元兴奋性，参与NP发生发展。LIF可能从损伤部位转运至DRG神经元，通过gp130受体激活下游信号促进ECEL1表达。阻断LIF信号或敲低ECEL1可减少SBF形成，缓解NP症状。这些发现为NP治疗提供了新的潜在靶点。