李 順 查紫璐 計忠偉 鄧向龍 王萬春,4△

（1 江西中醫(yī)藥大學，南昌 330004；2 杭州醫(yī)學院，杭州 310059；3 浙江省人民醫(yī)院 杭州醫(yī)學院附屬人民醫(yī)院疼痛科，杭州 310014；4 江西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院中醫(yī)外科，南昌 330006）

根據(jù)國際疼痛學會(the International Association for the Study of Pain, IASP)的定義，神經(jīng)病理性疼痛(neuropathic Pain, NP)是指由軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)的損傷或疾病引起的疼痛[1,2]。NP 可繼發(fā)于腫瘤、糖尿病、感染、自身免疫性疾病、化療或創(chuàng)傷引起的神經(jīng)系統(tǒng)的損害等[3]。據(jù)統(tǒng)計，人群中約有10%的人曾患有NP[1]。這不僅給病人帶來痛苦，還影響其生活質(zhì)量，大大加重了國家的醫(yī)療及社會經(jīng)濟負擔。然而，目前對于NP 的治療方式依然有限。阿片類藥物、抗驚厥藥、三環(huán)類抗抑郁藥和非甾體抗炎藥對于NP 的治療效果都十分有限，還容易引發(fā)多種藥物不良反應[1]。盡管在免疫炎癥、氧化應激、離子通道、線粒體功能、中樞敏化和膠質(zhì)細胞激活等方面進行了大量的研究，NP 發(fā)生的分子機制尚不清楚，這極大地限制了NP 治療方法的開發(fā)[2]。

蛋白乙?；揎検茄芯孔顬閺V泛的翻譯后修飾之一，也是表觀遺傳和生命活動調(diào)控的重要機制之一[4]。蛋白乙酰化修飾包括組蛋白乙?；揎椇头墙M蛋白乙?；揎?，廣泛參與基因轉(zhuǎn)錄、DNA 損傷修復、細胞分裂、信號轉(zhuǎn)導、蛋白質(zhì)折疊、自噬和代謝等細胞生命過程，在癌癥、病毒感染、肥胖、糖尿病、心血管和神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)疾病等病理過程的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[5]。最近的研究表明，蛋白乙酰化修飾也參與NP 的發(fā)病機制。來自動物研究的證據(jù)顯示，組蛋白脫乙酰酶(histone deacetylase,HDAC)抑制劑、Sirt（III 類組蛋白脫乙酰酶）激動劑和組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(histone acetyltransferase,HAT)抑制劑通過調(diào)控蛋白乙?；揎椩贜P 的治療中顯現(xiàn)出了一定效果[6]。蛋白乙?；揎椏赡苁侵委烴P 的重要靶點，存在一定臨床轉(zhuǎn)化意義。本文基于既往的研究，就蛋白乙?；揎椩贜P 中的研究進展作一綜述，為未來NP 的治療提供新的研究思路和治療靶點。本文系統(tǒng)地總結(jié)了蛋白乙?；揎椩贜P 發(fā)病機制中的作用并提出其治療潛能，體現(xiàn)了重要的研究價值。NP 中乙酰化修飾的具體靶蛋白、位點和機制的確定可能是需要進一步解決的問題。

一、蛋白乙?；揎椄攀?/h2>

蛋白乙酰化修飾主要發(fā)生在蛋白質(zhì)的賴氨酸殘基上，是一種廣泛的、可逆的蛋白翻譯后修飾，由兩類酶來調(diào)節(jié)：催化乙?；鶊F轉(zhuǎn)移到賴氨酸殘基上的賴氨酸乙酰轉(zhuǎn)移酶(lysine acetyltransferase, KAT)和催化乙酰基團從賴氨酸殘基去除的賴氨酸脫乙酰酶 (lysine deacetylase, KDAC)[7]。催化組蛋白乙酰化的乙酰轉(zhuǎn)移酶稱為HAT。KDAC 包括Zn2+依賴的HDAC 和NAD+依賴的Sirtuins 家族(Sirt1-7)。蛋白乙?；揎椨纱x中間產(chǎn)物乙酰CoA 作為乙?；w，這增加了它和細胞代謝的聯(lián)系。根據(jù)被乙?；揎椀牡鞍最愋停鞍滓阴；揎棻环譃榻M蛋白乙?；揎椇头墙M蛋白乙?；揎棥?jù)Zhao等[8]報道，4 種典型核心組蛋白H2A、H2B、H3 和H4 中有40多個不同的賴氨酸殘基可被乙?；揎棥Ｔ诜墙M蛋白中，參與代謝、RNA 加工、翻譯、蛋白質(zhì)折疊、染色質(zhì)形成、蛋白質(zhì)降解和細胞骨架形成的蛋白均可受到乙?；揎椀恼{(diào)控[7]。

組蛋白乙?；揎椏赏ㄟ^改變?nèi)旧|(zhì)結(jié)構(gòu)或者募集“讀取”蛋白來影響基因的轉(zhuǎn)錄，是表觀遺傳的重要機制之一。例如，組蛋白H4K16 的乙?；善茐暮诵◇w間的相互作用，從而影響相關(guān)基因的表達[7]。在灰葡萄球菌中，H4K16 的乙?；娇烧{(diào)節(jié)致病性相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，從而影響灰葡萄球菌的毒力和對氧化應激的敏感性[9]。組蛋白H3K27 的乙?；彩艿綇V泛研究。在骨肉瘤中，H3K27 乙?；せ畹腣I 型膠原蛋白α1 (collagen type VI alpha 1, COL6A1) 的上調(diào)通過抑制信號轉(zhuǎn)導子和轉(zhuǎn)錄激活子1 (signal transducer and activator of transcription 1,STAT1)通路來促進腫瘤細胞遷移和侵襲[10]。在昆蟲發(fā)育過程中，蛻皮激素反應基因的轉(zhuǎn)錄激活需要增強子處的H3K27 乙?；痆11]。此外，被乙?；揎椀慕M蛋白可募集“讀取”蛋白。組蛋白密碼假說認為，組蛋白乙酰化修飾可充當局部信息載體，被稱為“讀取”蛋白的染色質(zhì)結(jié)合蛋白所識別，后者能夠區(qū)分被修飾和未被修飾的核小體而調(diào)控下游基因的轉(zhuǎn)錄[12,13]。

非組蛋白乙酰化修飾也廣泛參與細胞生命活動的調(diào)節(jié)。p53 蛋白的乙?；揎検鞘状伪昏b定的非組蛋白乙酰化修飾。研究顯示，乙酰化修飾可通過維持p53 蛋白的穩(wěn)定性和誘導p53 蛋白向線粒體轉(zhuǎn)位來促進p53 介導的細胞凋亡[14]。p53 蛋白在多個賴氨酸殘基具有乙?；揎椢稽c，包括120 位、164 位、305 位、320 位、370 位和381 位等。值得注意的是，不同位點的乙酰化修飾可引起不同的p53 功能改變[15]。此外，非組蛋白乙?；揎棌V泛存在于細胞功能相關(guān)的蛋白質(zhì)，并在生命活動的調(diào)節(jié)中發(fā)揮重要作用。例如，63%的線粒體蛋白含有賴氨酸乙?；揎椢稽c，線粒體蛋白的乙酰化修飾和線粒體功能密切相關(guān)[16]。

二、蛋白乙?；揎椩贜P 發(fā)病機制中的作用

1.組蛋白乙?；揎椇蚇P

神經(jīng)損傷或炎癥條件會誘導組蛋白的脫乙?；罱K可能導致疼痛加劇。Lin 等[17]報道了在大鼠脊神經(jīng)結(jié)扎誘導的NP 模型中HDAC4 的表達增加。此外，14-3-3β 也表達增加，這是一種普遍存在的磷結(jié)合蛋白，伴隨著它與HDAC4 的偶聯(lián)，導致HDAC4 保留在細胞質(zhì)中，促進了組蛋白脫乙?；蚇P。組蛋白脫乙?；赡芡ㄟ^促進疼痛介質(zhì)的表達和釋放加劇NP。在慢性收縮損傷誘導的大鼠NP 模型中，通過丁酸鈉抑制組蛋白脫乙?；@著降低了坐骨神經(jīng)中的腫瘤壞死因子α (tumour necrosis factor-alpha, TNF-α)水平，并減輕了疼痛[18]。此外，組蛋白脫乙酰化的抑制還可抑制白介素 (interleukin,IL)-1β、IL-6 和干擾素γ (interferon-gamma, IFN-γ) 等炎性細胞因子的產(chǎn)生，這也可解釋組蛋白脫乙?；揎椀闹峦礄C制[19]。代謝型谷氨酸受體2 (metabotropic glutamate receptor 2, mGlu2) 位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)膠質(zhì)細胞和神經(jīng)元中，它的激活可介導背角初級傳入神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)釋放，并減輕NP 模型中的炎癥和疼痛[20]。既往的研究表明，組蛋白脫乙?；赡芡ㄟ^抑制mGlu2 受體的表達誘導NP[21]。Zammataro 等[22]報道，姜黃素可抑制H3 和H4 組蛋白的乙?；瑥亩抡{(diào)脊髓中的mGlu2 受體，并減弱mGlu2 激動劑的鎮(zhèn)痛作用。此外，組蛋白脫乙酰化引起的谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白-1 (glutamate transporter-1,GLT-1)的下調(diào)也會導致NP 的發(fā)生[23]。一項研究顯示，在硼替佐米誘發(fā)的NP 中，脊髓背角腺苷酸活化蛋白激酶a2 (AMP-activated protein kinase, AMPKa2)啟動子中組蛋白H3 的乙?；瘻p少，從而降低了AMPKa2 在背角的表達，進一步引起B(yǎng)eclin-1的表達減少，加重疼痛。使用二甲雙胍治療后，AMPKa2 的表達得以恢復，從而減輕硼替佐米誘發(fā)的NP[24]。谷氨酸脫羧酶65 (glutamic acid decarboxylase 65, GAD 65) 是一種在突觸末端合成γ-氨基丁酸 (gamma-aminobutyric acid, GABA)所必需的酶。GAD 65 表達減少將引起神經(jīng)元中GABA 活性受損，這和脊髓神經(jīng)結(jié)扎大鼠持續(xù)的疼痛致敏有關(guān)[25]。組蛋白脫乙?；梢种艷AD 65 的表達，降低GABA活性，從而引起NP[26]。此外，組蛋白脫乙?；餘P 還和其誘導的mu-阿片受體基因的轉(zhuǎn)錄抑制有關(guān)。Uchida 等[27]研究顯示，組蛋白脫乙?；山閷窠?jīng)損傷誘導的mu-阿片受體表達減少，從而抑制嗎啡的鎮(zhèn)痛作用并加劇NP。

然而，也有一些研究顯示組蛋白乙?；赡軙龠MNP。Kiguchi 等[28]的研究顯示，在小鼠坐骨神經(jīng)部分結(jié)扎模型中，趨化因子水平升高是組蛋白H3K9 在神經(jīng)外膜周圍的中性粒細胞和巨噬細胞細胞核中的巨噬細胞炎癥蛋白-2 (macrophage inflammatory protein-2, MIP-2) 和C-X-C 基序趨化因子受體2 (C-X-C motif chemokine receptor 2, CXCR2) 特異性啟動子區(qū)乙?；黾拥慕Y(jié)果，這導致了嚴重的神經(jīng)炎癥和NP。組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶抑制劑的給藥減輕了疼痛，這表明神經(jīng)損傷可能促進組蛋白乙酰化，從而引起NP。另一項研究顯示，鞘內(nèi)注射降鈣素基因相關(guān)肽 (calcitonin gene-related peptide, CGRP)通過增加大鼠脊髓背角星形膠質(zhì)細胞組蛋白H3K9的乙酰化加劇NP[29]。Zhu 等[30]報告顯示，組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶p300 抑制劑通過抑制組蛋白乙?；档铜h(huán)氧合酶-2 (cyclooxygenase-2, COX-2)的水平，從而減輕大鼠慢性NP。這提示組蛋白乙酰化可能通過上調(diào)COX-2 加劇NP。Zhao 等[31]的研究顯示，組蛋白H3 的乙酰化通過促進抗酒石酸酸性磷酸酶5 (tartrate-resistant acid phosphatase 5, ACP5)在脊髓前皮質(zhì)中的轉(zhuǎn)錄促進NP。此外，最近的一項研究顯示，p300 通過增強啟動子上的組蛋白H3 和H4 乙酰化來上調(diào)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (brain-derived neurotrophic factor, BDNF)，從而誘導NP[32]。

2.非組蛋白乙?；揎椇蚇P

除了組蛋白外，非組蛋白乙?；部赏ㄟ^調(diào)控細胞生命活動中的蛋白信號通路影響NP。Zhang等[33]研究表明，核因子-κB (nuclear factor-kappaB,NF-κB)的乙?；诼允湛s損傷誘導的大鼠NP 中發(fā)揮著重要作用。Sirt2 的過表達抑制了NF-κB 的乙?；せ?，從而降低TNF-α、IL-1β 和IL-6 在大鼠背根神經(jīng)節(jié)中的表達，減緩了NP。另一項研究顯示，信號轉(zhuǎn)導子和轉(zhuǎn)錄激活子3 (signal transducer and activator of transcription 3, STAT3)的乙酰化可促進其磷酸化激活，這加重了慢性收縮損傷誘導的大鼠NP[34]。線粒體錳超氧化物歧化酶 (manganese superoxide dismutase, MnSOD)通過降低細胞活性氧 (reactive oxygen species, ROS)水平來減輕氧化應激，從而緩解慢性疼痛。MnSOD 的乙?；瘜⒁鹌浠钚越档停毎鸕OS 水平升高，加重氧化應激誘導的NP[35]。叉頭轉(zhuǎn)錄因子O3a (forkhead box class O3a, FoxO3a)可通過上調(diào)抗氧化基因MnSOD 和過氧化氫酶的表達發(fā)揮抗氧化作用。Zhou 等[36]報道稱，F(xiàn)oxO3a 的乙?；纱龠M其磷酸化和泛素化降解，引起其活性下降，導致下游MnSOD 和過氧化氫酶的表達下降，促進氧化應激，從而加劇2 型糖尿病引起的NP。線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔(mitochondrial permeability transition pore, mPTP)的開放引起的線粒體功能障礙在NP 的發(fā)生發(fā)展中起著重要作用[37]。一項研究顯示，CypD 的K166 位乙?；纱龠MmPTP 的開放，從而加劇保留性神經(jīng)損傷誘導的小鼠NP。將CypD 的K166 位賴氨酸突變?yōu)榫彼犸@著改善了保留性神經(jīng)損傷誘導的小鼠線粒體功能障礙和NP[37]。

蛋白乙?；揎椩贜P 發(fā)生中的分子機制總結(jié)見圖1。蛋白乙?；揎椡ㄟ^組蛋白乙?；?、組蛋白去乙?；头墙M蛋白乙?；{(diào)控疼痛信號的傳遞，從而影響NP 的進展。蛋白乙?；揎椔?lián)系代謝、表觀遺傳和疼痛信號分子的表達，在NP 的發(fā)病機制中顯示出重要的作用。蛋白乙?；揎椩贜P 中的作用還需要進一步深入研究以推動NP 治療的進展。

圖1 蛋白乙酰化修飾在NP 發(fā)生中的分子機制

三、蛋白乙酰化修飾作為NP 治療的潛在靶點

1.HDAC 抑制劑治療NP

如前所述，組蛋白脫乙酰化和NP 的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，提示抑制組蛋白脫乙酰化可能是NP治療的重要策略。動物研究表明，HDAC 抑制劑在NP 的治療中是有效的。辛二酰苯胺異羥肟酸(suberoylanilide hydroxamic acid, SAHA) 是一種泛HDAC 抑制劑，具有抑制多種HDAC 的作用。感覺減退是NP 的一種臨床特征。Matsushita 等[38]報告顯示，SAHA 的使用逆轉(zhuǎn)了坐骨神經(jīng)部分結(jié)扎引起的小鼠NP 的感覺減退，這和它抑制HDAC，增加Nav1.8 調(diào)節(jié)序列的組蛋白乙酰化有關(guān)。在脊神經(jīng)結(jié)扎誘導的大鼠NP 模型中，SAHA 通過抑制H3 組蛋白的脫乙酰化，抑制脊髓背角GLT-1 的下調(diào)來減輕NP[23]。Wang 等[39]的研究顯示，SAHA 通過抑制HDAC5 以增加神經(jīng)前體細胞表達發(fā)育下調(diào)蛋白4(neuronally expressed developmentally downregulated 4, NEDD4) 的表達，從而改善脊髓損傷小鼠的NP。在創(chuàng)傷性神經(jīng)損傷和抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物誘導的大鼠NP 模型中，MS-275 通過抑制HDAC1，促進組蛋白乙酰化而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用[40]。在三叉神經(jīng)炎性壓迫誘導的小鼠NP 中，MS-275 通過抑制HDAC，從而抑制激活轉(zhuǎn)錄因子3 (activating transcription factor 3, ATF3)、富含脯氨酸的小蛋白1A (small proline-rich protein 1A, SPRR1A)和Gal 基因的表達，減輕疼痛[41]。Kukkar 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，丁酸鹽通過抑制HDAC，抑制組蛋白脫乙酰化，從而抑制TNF-α 基因的轉(zhuǎn)錄，減輕慢性收縮損傷誘導的大鼠NP。d-β-羥基丁酸酯(d-β-hydroxybutyrate, DBHB)通過抑制組蛋白脫乙酰化增加轉(zhuǎn)錄因子FOXO3a、過氧化氫酶和超氧化物歧化酶2 (superoxide dismutase 2, SOD2) 的表達，從而減輕脊髓損傷誘導的小鼠NP[42]。此外，黃芩苷可通過抑制脊髓背角HDAC1 的表達和逆轉(zhuǎn)組蛋白H3 脫乙酰化來緩解脊神經(jīng)結(jié)扎誘導的大鼠NP[43]。

2.HAT 抑制劑治療NP

組蛋白乙?；苍贜P 的發(fā)病機制中起作用，因此HAT 抑制劑也可能是NP 治療的策略之一。Sun 等[29]的研究顯示，HAT 抑制劑漆樹酸的使用逆轉(zhuǎn)了慢性收縮損傷引起的大鼠脊髓背角星形膠質(zhì)細胞組蛋白H3K9 的過度乙酰化，抑制了CX3CR1和IL-1β 水平的升高，減輕了NP。另一項研究發(fā)現(xiàn)，漆樹酸給藥抑制了部分坐骨神經(jīng)結(jié)扎后外周神經(jīng)中MIP-2 和CXCR2 啟動子區(qū)上的組蛋白H3 的過度乙酰化，抑制了MIP-2 和CXCR2 的上調(diào)，大大減輕了部分坐骨神經(jīng)結(jié)扎誘導的NP[28]。p300 具有HAT活性，參與組蛋白乙?；拇呋hu 等[44]報告顯示，姜黃素通過抑制p300，從而抑制H3 和H4組蛋白乙?；閷У腂DNF 和COX-2 基因表達，在慢性收縮損傷誘導的大鼠NP 中發(fā)揮治療作用。

3.Sirt 激動劑治療NP

Sirtuins 家族是III 類組蛋白脫乙酰酶，可通過調(diào)控組蛋白脫乙?；头墙M蛋白脫乙?；贜P 的治療中發(fā)揮作用。因此，Sirt 激動劑也是潛在的NP治療策略。Shao 等[45]的研究顯示，白藜蘆醇給藥通過激活Sirt1 的脫乙酰酶活性，顯著緩解了慢性收縮損傷誘導的小鼠NP。此外，Yin 等[46]研究發(fā)現(xiàn)，鞘內(nèi)白藜蘆醇給藥通過增加Sirt1 的表達，降低了脊髓中的組蛋白H3 乙酰化，顯著減輕了慢性收縮損傷誘導的NP 大鼠機械性異常性疼痛和熱痛覺過敏。淫羊藿苷是一種具有抗癌作用的黃酮類化合物。淫羊藿苷可逆轉(zhuǎn)紫杉醇誘導的Sirt1 下調(diào)和組蛋白H4 乙?；?，從而抑制炎癥和NP[47]。褪黑素也具有激動Sirt1 的作用，褪黑素通過激動Sirt1，催化高遷移率組蛋白1 (high mobility group box-1, HMGB1)的去乙酰化而減輕了骨癌誘導的小鼠NP[48]。佛手柑多酚組分(bergamot polyphenolic fraction, BPF)給藥通過激活Sirt3，抑制MnSOD 的高乙酰化，可降低ROS 水平，從而緩解慢性收縮損傷誘導的NP[35]。此外，Sirt3 通過去乙?；疐oxO3a 減輕了糖尿病誘導的大鼠NP[36]。

總之，HDAC 抑制劑、HAT 抑制劑和Sirt 激動劑在NP 治療的臨床前研究中，尤其是在大鼠和小鼠的NP 動物模型中，已經(jīng)取得了不錯的進展。然而，從基礎(chǔ)到臨床的轉(zhuǎn)化還需要進一步的研究推動。蛋白乙?；揎椪{(diào)控在NP 治療中的作用研究見表1。

表1 蛋白乙?；揎椪{(diào)控在NP 治療中的作用研究

四、總結(jié)與展望

本文綜述了蛋白乙?；揎椩贜P 中的最新研究進展。近年來，越來越多的證據(jù)顯示蛋白乙酰化修飾在NP 的發(fā)病機制中發(fā)揮著重要作用。組蛋白乙?；兔撘阴；ㄟ^調(diào)控基因的轉(zhuǎn)錄影響NP 的發(fā)生和發(fā)展，非組蛋白乙?；ㄟ^調(diào)節(jié)細胞信號通路影響NP。動物研究顯示，調(diào)控蛋白乙?；揎椀腍DAC 抑制劑、HAT 抑制劑和Sirt 激動劑在NP的治療中有效，提示蛋白乙酰化修飾可能是具有潛力的NP 治療靶點。此外，作為表觀遺傳的重要機制，蛋白乙?；揎棇⒋x和細胞活動調(diào)控聯(lián)系起來，其研究將促進NP 發(fā)病機制的深入研究，為NP治療策略的尋找提供新的方向。然而，蛋白乙?；揎椪{(diào)控治療NP 的機制較為復雜，還需要進一步的基礎(chǔ)研究加以闡明。由于難以精確地進行位點調(diào)控，去乙酰化修飾可能引起不良反應。例如，一些蛋白的去乙酰化可能促進炎癥[49]。這給靶向乙?；揎椫委烴P 的研究和應用帶來了挑戰(zhàn)。

利益沖突聲明：作者聲明本文無利益沖突。