髓系 AEG-1 调控完全弗氏佐剂小鼠模型中慢性炎症性疼痛反应的启动

《Brain, Behavior, and Immunity》：Myeloid AEG-1 regulates the initiation of chronic inflammatory pain responses in the CFA mouse model

　　

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  全身性敲除AEG-1可阻止小鼠CFA诱导的超敏反应和神经炎症。
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  CFA可诱导小鼠腰段背根神经节和外周巨噬细胞中AEG-1的表达。
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  髓系来源的AEG-1敲除在CFA注射小鼠中产生与全身性AEG-1敲除相似的表型保护和表达谱。
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  髓系来源的AEG-1调控CFA注射小鼠腰段背根神经节中巨噬细胞的募集以及NF-κB依赖性炎症反应。

引言

星形胶质细胞高表达基因-1（AEG-1），又称金属蛋白酶抑制蛋白（MTDH）或LYRIC，是一种已确证的HIV-1和肿瘤坏死因子-α（TNFα）诱导性癌基因（Brown和Ruoslahti, 2004, Kang等, 2005, Su等, 2002）。人类AEG-1 mRNA编码一种单次跨膜蛋白（约64 kDa），该蛋白是一种富含赖氨酸的高度碱性蛋白，包含一个N端跨膜结构域和三个推测的核定位信号（Kang等, 2005, Sarkar和Fisher, 2013）。AEG-1在多种涉及免疫细胞介导的应答的级联信号通路中发挥重要作用，这可能解释了为何它仅在具有完整免疫系统的脊椎动物中表达（Li等, 2021, Manna和Sarkar, 2021, Rajesh等, 2022, Ying等, 2011, Zhang等, 2021）。然而，AEG-1的全部生理功能仍然在很大程度上未知。

作为支架蛋白，AEG-1通过蛋白质-蛋白质或蛋白质-RNA相互作用发挥多效性效应（Emdad等, 2012, Sarkar和Fisher, 2013）。AEG-1调控的一条主要信号通路是由核因子κB（NF-κB）的激活介导的炎症反应，NF-κB是促炎性细胞因子（PIC）表达的关键转录调节因子（Ben-Neriah和Karin, 2011, Karin和Ben-Neriah, 2000）。我们此前已证明，AEG-1直接与NF-κB的p65亚基以及CREB结合蛋白（CBP）相互作用，从而作为NF-κB与基础转录机器之间的桥接因子，促进NF-κB诱导的转录（Emdad等, 2006, Sarkar等, 2008）。此外，锚定在内质网膜上的AEG-1与NF-κB的上游泛素化激活因子（如RIP1和TRAF2）相结合，促进其积累及随后的激活（Alexia等, 2013）。AEG-1还直接被IKKβ磷酸化，这是IκBα降解及NF-κB依赖性基因表达的关键步骤（Krishnan等, 2015）。

因此，AEG-1在NF-κB激活通路的多个层面上发挥作用，并且是NF-κB激活的根本性要求。与此一致的是，与野生型（WT）小鼠相比，AEG-1敲除（KO）小鼠的肝细胞和巨噬细胞中NF-κB激活明显受到抑制（Robertson等, 2018, Robertson等, 2014）。这一点意义重大，因为NF-κB是炎症和疼痛相关重要分子和通路的调节因子（Hartung等, 2015, Moser等, 2011, Niederberger和Geisslinger, 2008, Souza等, 2015）。在人类中，NF-κB通路的激活与多种疼痛状况有关，如类风湿关节炎和神经损伤（Niederberger和Geisslinger, 2008）。此外，经历炎症性和神经病理性疼痛的动物其背根神经节（DRG）和脊髓中NF-κB表达上调（Wu等, 2006）。

目前，很少有研究探讨AEG-1在慢性炎症性疼痛状况中的生物学作用。从类风湿关节炎患者分离的成纤维细胞样滑膜细胞中观察到AEG-1过表达，而siRNA介导的AEG-1敲低可有效抑制NF-κB依赖性炎症信号通路，从而减轻滑膜炎症（Hong等, 2017）。一项使用人类软骨细胞、以LPS诱导的骨关节炎模型的研究也观察到类似结果，其中敲低和过表达实验证明AEG-1通过NF-κB依赖性机制调控炎症诱导的损伤（Qing等, 2019）。此外，我们实验室最近报道，髓系免疫细胞中AEG-1的表达在化疗诱导的周围神经病变（CIPN）的发病机制中起关键作用，其机制是调控外周免疫细胞的募集以及小鼠腰段背根神经节中神经炎症信号通路的激活（McKiver等, 2025）。与CIPN类似，观察到炎症性单核细胞和巨噬细胞向支配背根神经节神经元部位的募集，有助于骨关节炎、类风湿关节炎和完全弗氏佐剂（CFA）诱导的实验性关节炎动物模型中伤害感受样行为的发展和维持（Oggero等, 2022, Raoof等, 2021, Segond von Banchet等, 2009）。

因此，在本研究中，我们试图了解AEG-1在炎症性疼痛中的作用。我们假设AEG-1的失活，特别是髓系细胞（如单核细胞和巨噬细胞）中的失活，可能为炎症性疼痛的治疗提供一种潜在策略。本研究旨在利用完全弗氏佐剂（CFA）诱导的慢性炎症性疼痛模型，在AEG-1基因改造小鼠中研究AEG-1对炎症性疼痛进展的影响及其分子机制。

章节摘要

动物

所有实验组均由年龄匹配的成年（12–28周龄）雄性和雌性小鼠组成。AEG-1全身敲除（KO）小鼠和野生型（WT）同胞对照小鼠采用与之前报道相同的繁殖策略在实验室内部繁育（Liu等, 2020）。AEG-1髓系特异性敲除小鼠（AEG-1^ΔMAC）通过将C57BL/6背景的floxed AEG-1小鼠（AEG-1^fl/fl）与LysM/Cre（B6.129P2-Lyz2^{tm1(cre)Ifo/J}；Jackson实验室）小鼠杂交在实验室内部繁育，采用相同的繁殖策略

全身性AEG-1敲除不改变小鼠的基础伤害感受行为反应或运动活动

我们首先检测了naive AEG-1全身KO小鼠和WT小鼠的伤害感受行为是否发生改变。因此，我们使用von Frey单丝测试、Hargreaves测试和丙酮测试测定它们的基础敏感性。我们观察到AEG-1 KO小鼠和WT小鼠在von Frey测试中表现出相似的机械痛觉（n = 14–16/组, t = 0.3425, df = 28, p = 0.7345）、热痛觉（n = 18–21/组, t = 0.2061, df = 37, p = 0.8379）和冷痛觉（n = 13–14/组, t = 0.6843, df = 25, p = 0.5001）敏感性

讨论

在此我们呈现了第一项研究AEG-1在慢性炎症性疼痛模型中作用的研究结果。我们实验室和其他实验室此前的研究表明，炎症介质（如TNFα和LPS）可同时增加多种脊椎动物组织中AEG-1的表达、NF-κB信号通路的激活以及PIC的产生（Lee等, 2013, Qing等, 2019, Reghupaty等, 2019, Zhang和Zhao, 2020），包括神经胶质细胞（Kang等, 2005, Li等,

作者贡献

各作者的职责如下——B.M和D.B：设计并实施了研究，分析了数据，撰写了手稿；L.M, T.H, E.K, S.H和R.M：参与动物研究并审阅了最终手稿；J.W：提供研究材料和动物，并审阅了最终手稿；D.S：提供资金，提供研究材料和动物，进行数据解释和手稿撰写；M.I.D：设计了研究，分析了数据，

数据透明度

本手稿中呈现的数据可向M. Imad Damaj博士索取，邮箱：[e-mail]。

CRediT作者贡献声明

Bryan D. McKiver：撰写——审阅与编辑，撰写——原始草稿，可视化，验证，指导，项目管理，方法学，调查研究，资金获取，形式化分析，数据整理，概念构思。Deniz Bagdas：撰写——审阅与编辑，撰写——原始草稿，可视化，验证，方法学，调查研究，形式化分析，数据整理，概念构思。Lauren V. Moncayo：撰写——审阅与编辑，调查研究，数据整理。Torin A.

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

本工作得到了美国国立卫生研究院的资金支持：1R61NS127287授予M.I.D和D.S；5R25GM090084-12和5T32CA093423-13授予B.M。支持本研究项目的服务由VCU Massey综合癌症中心转基因/敲除小鼠共享资源中心提供，该中心部分资金由NIH-NCI癌症中心支持拨款P30 CA016059提供。

Bryan D. McKiver|Deniz Bagdas|Lauren V. Moncayo|Torin A. Honaker|Eda K??eli|Sara M. Herz|Rachel Mendoza|Jolene J. Windle|Devanand Sarkar|M. Imad Damaj