《Journal of Pain Research》:Pulsed Radiofrequency and Epigenetic Modulation of Pain Pathways: A Systematic Review Based on Preclinical Evidence
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这篇综述系统回顾了脉冲射频(PRF)治疗神经病理性疼痛的临床前机制研究。文章指出,PRF作用于背根神经节(DRG)或坐骨神经等外周神经后,可调控一系列神经-免疫和突触通路(如抑制小胶质细胞/MAPK信号、下调促炎细胞因子等),并首次提供了其通过表观遗传机制(组蛋白乙酰化)恢复脊髓抑制性张力(KCC2)的直接证据。全文证据仍限于动物模型,强调了标准化参数报告及开展临床转化研究的迫切性。
引言
在疼痛医学领域,射频(RF)技术的临床应用日益广泛,尤其是在治疗难治性神经病理性和炎性疼痛方面。脉冲射频(PRF)作为一种在亚神经毁损温度下操作的非侵入性神经调控技术,被应用于背根神经节(DRG)和外周神经,旨在调节伤害性信号传递而不造成热性损伤。尽管应用广泛,其确切的作用机制仍未完全阐明。至关重要的是,目前关于PRF作用机制的证据完全来源于临床前小鼠模型。迄今为止,尚无研究直接评估PRF作用于DRG或外周神经靶点后对人体产生的分子或表观遗传效应。本研究旨在综合现有证据,系统回顾PRF作用于DRG及外周神经后,在疼痛和神经炎症通路中引起的直接表观遗传改变以及分子(mRNA/蛋白质)变化,从而阐明其生物学合理性,并指出当前研究的关键空白——包括人体数据的缺失、直接表观遗传测量的稀缺以及循环表观遗传生物标志物的完全空白。
方法
本研究严格按照PRISMA 2020声明进行系统综述。我们检索了PubMed、Embase和Scopus数据库,搜索策略结合了RF术语(“pulsed radiofrequency”/“radiofrequency”)、表观遗传术语以及分子术语。纳入标准涵盖临床前和临床研究,主要关注PRF作用于DRG/神经根或外周神经后,与伤害感受相关的生物学结局。首要结局指标是直接测量的表观遗传修饰;其次是在缺乏直接表观遗传测量的情况下,关键疼痛和神经炎症通路中的基因或蛋白表达变化。研究筛选分两步进行。使用乔安娜布里格斯研究所(JBI)实验动物研究关键评估清单对纳入研究的偏倚风险进行评估。
结果
背根神经节/神经根靶点
针对DRG的研究显示,PRF在神经-免疫和突触通路中引发了一系列趋同的变化。在脊髓水平,PRF与IRF8、小胶质细胞标记物(Iba1)和磷酸化MAPKs (p-p38, p-ERK)的减少相关,这些变化与镇痛效应并行。同时,也观察到了脑源性神经营养因子(BDNF)的调节。在DRG层面,Nav1.7被持续下调,其中高电压PRF比标准设置显示出更强的效应。高电压PRF还能增加GRK2并减少p-p38,这与神经炎症的抑制一致。在混合靶点模型中,PRF降低了循环中的IL-1β和TNF-α以及脊髓中的β-连环蛋白,并伴有行为学的改善。早期的转录组分析进一步证明了PRF诱导的基因表达变化贯穿神经-DRG-脊髓轴。
坐骨神经靶点
当PRF作用于坐骨神经时,在DRG、神经和脊髓组织中均观察到了分子改变。在DRG中,PRF使TRPV1/CGRP表达正常化,并在树脂毒素诱导的神经病变中调节BDNF。损伤后早期应用PRF比延迟治疗更能有效抑制p-ERK和Nav1.7。嘌呤受体P2X3在DRG和脊髓背角均有所下降。神经肽和细胞因子的变化包括DRG中CGRP的减少、脊髓背角中P物质的减少,以及坐骨神经和脊髓中TNF-α的下调。坐骨神经PRF还影响了疼痛-抑郁的相互作用,减少了脊髓IRF8的同时增加了前额叶BDNF,这与疼痛诱导的抑郁样行为的改善并行。在炎性疼痛模型中,PRF通过调节脊髓JNK减轻了完全弗氏佐剂(CFA)诱导的痛觉过敏。此外,针对结扎部位的研究表明,PRF增加了胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)的表达(mRNA和蛋白质),伴随着行为学改善和超微结构恢复。
直接表观遗传读数
截至目前,仅有一项研究报告了PRF后的直接表观遗传测量。Liu及其同事证明,PRF能够逆转CFA诱导的组蛋白H3/H4在Kcc22位点的低乙酰化,从而恢复KCC2的表达和脊髓回路中的抑制性张力。这一发现首次为PRF应用与神经元抑制的表观遗传调控之间建立了机制联系。除此之外,尚无实验研究以假设驱动、靶点特异性的方式,探讨PRF后的DNA甲基化、其他位点的组蛋白修饰或非编码RNA。更重要的是,没有研究评估循环表观遗传生物标志物(如血浆或血清miRNA),这突显了未来转化研究的一个关键空白。
下图(图2)综合呈现了PRF在DRG、坐骨神经和脊髓中诱导的这些分子和表观遗传变化。
该图表汇集了临床前研究的趋同性发现:在DRG水平抑制小胶质细胞/IRF8和MAPK信号通路;在坐骨神经水平使TRPV1、CGRP、P2X3和P物质表达正常化;在脊髓水平则包括BDNF、GDNF和KCC2(表观遗传调控)的增加,以及促炎细胞因子(IL-1β、TNF-α)和β-连环蛋白的减少。箭头表示所提出效应的方向。
讨论
本系统综述表明,在啮齿动物模型中,作用于DRG或外周神经的PRF与DRG、坐骨神经和脊髓背角中神经-免疫及突触通路的基因表达变化相关。综合来看,这些数据支持一个生物学上合理的、非神经毁损性的作用机制:PRF抑制小胶质细胞信号和兴奋性传递,同时有利于抑制性张力。与此同时,证据基础仍停留在临床前阶段,PRF参数的报告存在异质性,并且除一项研究外,均局限于下游的转录/蛋白质读数,而非直接的表观遗传测量。
多项以DRG为靶点的研究共同指向脊髓背角中小胶质细胞/IRF8通路和MAPK活化的减弱,这与行为学镇痛效果并行。IRF8、Iba1和p-p38/p-ERK的减少表明,PRF能够对抗脊髓回路内的胶质细胞启动和炎症级联放大。最引人注目的机制线索是脊髓抑制性张力的恢复。唯一一项直接表观遗传测量的研究证明,PRF逆转了CFA诱导的组蛋白(H3/H4)在Kcc22位点的低乙酰化,恢复了KCC2的表达。这为PRF应用与去抑制逆转之间架起了具体的分子桥梁。其他研究间接支持这一观点:MAPK活化降低以及兴奋性介质(TRPV1/CGRP、P物质、P2X3)的减少,与向抑制状态的转变是一致的。
DRG导向的PRF反复影响脊髓小胶质细胞/MAPK通路,支持其主要作用位点在于初级传入神经元胞体,并产生下游脊髓效应。而坐骨神经PRF更多报道的是DRG肽类/通道的正常化(TRPV1/CGRP、P2X3、Nav1.7)和神经营养因子变化(GDNF、BDNF),但脊髓层面的后果(如P物质减少、IRF8减少)依然出现。这种模式支持轴突-胞体-脊髓的耦合,并提示操作选择(DRG vs 外周神经)可根据主导的疼痛机制进行定制,尽管尚缺乏转化验证。
高电压PRF在调节Nav1.7和DRG结构效应方面的优越性,以及损伤后早期应用PRF的增强疗效,共同暗示了存在一个可塑性的时间窗口和剂量-反应关系。然而,PRF设置参数的报告经常不完整,妨碍了跨研究比较,并阻碍了正式的暴露-反应分析。
结论
在小鼠模型中,作用于DRG或外周神经的PRF始终与一系列分子变化相关联,这些变化涵盖小胶质细胞/MAPK信号通路、离子通道和神经肽,并伴随着行为学镇痛。这些发现支持了一种生物学上合理的、非神经毁损性的作用机制,即PRF通过调节神经-免疫信号通路和恢复抑制性平衡来减轻疼痛。
未来的研究方向包括:标准化PRF参数报告;在时间进程设计中复制和扩展位点特异性的表观遗传发现;在DRG-脊髓回路中结合无偏的多组学和单细胞方法;以及将机制性终点指标纳入前瞻性人体研究。