维生素D充足与老年雌性小鼠背根神经节中紫杉醇引起的痛觉过敏减轻以及内质网应激相关标志物水平降低有关

《Neurochemistry International》：Vitamin D sufficiency is associated with attenuated paclitaxel- induced nociceptive hypersensitivity and lower endoplasmic reticulum stress-related marker levels in the dorsal root ganglia of aged female mice

　　

摘要

研究目的

紫杉醇引发的外周神经病变常伴有持续性神经性疼痛。背根神经节中的内质网应激相关反应及神经炎症可能加剧这种毒性作用。本研究旨在探讨老年雌性小鼠体内维生素D水平、痛觉过敏与背根神经节分子标志物之间的关联。

研究方法

共32只12月龄的雌性C57BL/6小鼠被分为正常对照组、紫杉醇组、维生素D充足加紫杉醇组以及维生素D缺乏加紫杉醇组（每组8只）。通过钙三醇维持维生素D充足状态，而通过无紫外线照明及维生素D缺乏饮食制造维生素D缺乏状态。紫杉醇在第0、2、4和6天给予小鼠，爪子Withdrawal阈值及潜伏期则在第0、7、14和21天进行检测。第21天通过ELISA方法检测背根神经节中总IRE1α、CHOP、GRP78、TNF-α和IL-1β的水平。

研究结果

紫杉醇会导致机械性和热性痛觉过敏。与紫杉醇组相比，维生素D充足加紫杉醇组小鼠在7、14和21天的爪子Withdrawal阈值更高，而14和21天的潜伏期更长，说明其痛觉过敏更为持久。维生素D缺乏加紫杉醇组小鼠的痛觉过敏程度也更为严重。此外，维生素D充足加紫杉醇组小鼠的內质网应激相关指标及炎症标志物水平均低于其他两组。

研究结论

维生素D充足状态可减轻紫杉醇引发的痛觉过敏，同时降低背根神经节中的內质网应激相关及炎症标志物水平。由于本研究并未直接检测UPR通路的激活情况及其在其中的介导作用，因此这些结果仅为初步关联，还不能证明存在由內质网应激介导的镇痛机制。

引言

化疗引发的外周神经病变是紫杉醇治疗中常见且具有临床重要意义的不良反应。神经性疼痛是指由躯体感觉神经系统病变或疾病所引起的疼痛，其特征为自发性疼痛、异常性疼痛以及痛觉过敏（Scholz等人，2019年）。对于接受神经毒性化疗的患者而言，这些症状会严重影响生活质量，甚至可能导致化疗剂量减少或治疗中断（Zhu等人，2020年）。尽管该问题具有重要的临床意义，但目前针对紫杉醇引发的神经性疼痛的有效预防和治疗策略仍然十分有限。

背根神经节是紫杉醇引发外周神经病变过程中的关键结构和功能部位。位于背根神经节内的初级感觉神经元细胞体负责传递外周痛觉信号，并参与外周感觉敏感化的过程（Estivill-Torrús等人，2024年；Ma等人，2021年）。紫杉醇可在感觉神经节中积聚，打破神经元及轴突的稳态平衡，进而引发持续的类似疼痛的表现（Staff等人，2020年）。此外，紫杉醇还会激活神经免疫系统，促使包括TNF-α和IL-1β在内的促炎因子释放，这些因素也会促进外周神经病变的发生发展（D.Y. Li等人，2022年；Liu等人，2019年）。

当蛋白质折叠的需求超过内质网的处理能力时，就会引发内质网应激，进而激活未折叠蛋白反应（UPR）（Oakes和Papa，2015年）。UPR包含IRE1α-XBP1、PERK-eIF2α-ATF4-CHOP以及ATF6三种信号传导通路。多项实验研究表明，內质网应激相关反应与神经性疼痛之间存在关联，而且通过药物调控內质网应激可改变动物的疼痛行为（Gui等人，2018年；Liu等人，2020年）。最新研究还表明，內质网应激会与神经炎症、胶质细胞活化、神经元兴奋性以及神经细胞死亡进程等在外周神经病变中发挥作用（Jiao等人，2024年；Lin等人，2024年；Niu等人，2026年）。不过，目前关于维生素D水平与紫杉醇诱导的痛觉过敏过程中背根神经节內质网应激相关分子变化之间的关系，仍不完全清楚。

维生素D是一种具有神经活性的类固醇，具备免疫调节和神经保护作用。它的活性代谢产物主要通过维生素D受体发挥作用，同时也可能影响氧化应激、炎症相关基因的表达、钙离子平衡以及细胞的应激反应（Bayo-Olugbami等人，2022年；Cui和Eyles，2022年；Hu等人，2021年）。最近的临床研究显示，治疗前维生素D水平不足与紫杉醇引发的外周神经病变风险增加或病情加重存在关联（Chen等人，2023年；Zhang等人，2024年）。这些观察性研究结果从生物学角度提供了依据，但并不能确定二者之间的因果关系，也无法明确相关的神经靶点。因此，本研究旨在探讨通过实验改变维生素D水平是否会影响老年雌性小鼠因紫杉醇而出现的机械性和热性痛觉过敏，以及背根神经节中內质网应激相关及炎症标志物的水平。

章节节选

实验动物

本实验严格遵循ARRIVE指南进行，且已获得长治医学院动物实验伦理委员会的批准（批准编号：DW2024168）。我们在实验过程中尽最大努力减少动物的痛苦，并控制实验用动物的数量。

所有实验用小鼠均来自北京SCXK生物技术有限公司（许可证编号：SCXK [北京] 2019-0010），共计32只12月龄的雌性C57BL/6小鼠。选择老年雌性小鼠是为了模拟老年女性群体的生理特征。

维生素D水平的检测

预处理阶段结束后，正常对照组与紫杉醇组小鼠的血清25(OH)D3水平没有显著差异（P值＞0.05）。而维生素D充足加紫杉醇组小鼠的血清25(OH)D3水平则高于正常对照组和紫杉醇组小鼠（两者P值均＜0.05），同时低于维生素D缺乏加紫杉醇组小鼠的该指标水平（所有组别P值均＜0.05），这些结果证实了各组之间维生素D水平存在预期差异（见图2）。

机械刺激响应曲线与爪子Withdrawal阈值

在第7天时，紫杉醇组、维生素D充足加紫杉醇组以及维生素D缺乏加紫杉醇组小鼠的机械刺激响应曲线均出现左移现象。

讨论

在本项探索性研究中，老年雌性小鼠的系统性维生素D水平与紫杉醇引发的痛觉过敏的严重程度及时间进程存在关联。维生素D充足加紫杉醇组小鼠的机械性和热性反应有部分恢复，而维生素D缺乏加紫杉醇组小鼠的痛觉过敏则更为持久。这些行为学变化与背根神经节中总IRE1α、CHOP、GRP78、TNF-α和IL-1β水平的变化相一致，因此这些数据支持二者之间存在关联。

作者贡献说明

张佳蕾：文章撰写——初稿撰写、正式分析、数据整理、概念设计。张晓玲：文章撰写——初稿撰写、正式分析、数据整理、概念设计。张志山：正式分析、数据整理。宋恩权：正式分析、数据整理。吴杰：文章撰写——审阅与编辑、项目管理、概念设计。

未引用参考文献

Li等人，2022年。

伦理声明

本实验严格遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告规范）指南进行，且已获得长治医学院动物实验伦理委员会的批准（批准编号：DW2024168）。

出版许可声明

无需特殊许可。

动物实验伦理审批情况

所有动物实验均获得了长治医学院动物实验伦理委员会的批准（批准编号：DW2024168）。实验过程中所有操作均遵循标准的实验室动物护理与福利规范。

利益冲突声明

作者声明不存在任何可能影响本文研究结果的财务利益或个人利益冲突。

数据可用性说明

如需获取本研究的相关数据，可向通讯作者提出合理请求，即可获得。

资金支持情况

作者声明，在本研究的开展、论文撰写及发表过程中，均未获得任何形式的资金支持。

利益冲突声明

作者声明，本研究的开展过程中不存在任何可能被视为利益冲突的商业或财务关系。

Jialei Zhang|Xiaoling Zhang|Zhishan Zhang|Enquan Song|Jie Wu

中国长治市长治医学院附属长治人民医院疼痛科