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关节疼痛机制是关节炎治疗中的关键难题，当前药物疗法常伴随副作用且疗效有限。本文针对纤溶酶(PI)是否通过激活蛋白酶激活受体4(PAR-4)驱动关节炎疼痛这一科学问题展开研究，通过在大鼠模型中局部注射纤溶酶、使用PAR-4拮抗剂pepducin P4pal10和纤溶酶抑制剂神经丝氨酸蛋白酶抑制剂(neuroserpin)进行干预，发现纤溶酶的确通过激活关节内的PAR-4受体引发疼痛行为，而抑制纤溶酶活性可缓解急性关节炎疼痛。该研究首次揭示了纤溶酶-PAR-4通路在关节炎疼痛中的作用，为开发靶向该通路的新型镇痛策略提供了实验依据。
关节炎是全球范围内导致长期残疾的主要原因，其引发的疼痛复杂，涉及伤害性、炎症性和神经病理性成分。尽管针对关节炎疼痛的介质和通路已有大量研究，但目前的镇痛选择仍然有限。长期使用对乙酰氨基酚和非甾体抗炎药可能导致胃肠道和心血管并发症，而生物制剂则与全身性感染和疗效递减相关。因此，寻找既能干预关节退变又能缓解症状的新靶点，成为治疗关节炎的迫切需求。丝氨酸蛋白酶是关节炎关节中水平升高的一类蛋白水解酶，除导致组织损伤外，还能通过作用于一组称为蛋白酶激活受体(PARs)的G蛋白偶联受体来传递疼痛信号。其中，PAR-4的激活已被发现能使关节伤害感受器敏化，从而产生疼痛。然而，在关节中负责激活PAR-4的蛋白酶身份尚不明确。纤溶酶作为一种丝氨酸蛋白酶，其在类风湿性和骨关节炎患者滑液中的生物活性升高，不仅能降解关节组织，还能裂解PAR-4。那么，纤溶酶是否通过激活PAR-4来介导关节疼痛？其内源性抑制剂神经丝氨酸蛋白酶抑制剂(neuroserpin)又能否缓解疼痛？为解答这些问题，Jason J. McDougall在《Neuroscience》上发表了其研究成果。
本研究主要运用了以下几项关键技术方法：使用雄性Wistar大鼠作为动物模型；通过冯弗雷毛发(Von Frey hair)机械刺激法评估后爪机械敏感性，计算50%缩足阈值；使用动态后肢负重测试系统，在清醒自由活动的动物中测量双侧后肢的承重分布；通过关节内注射纤溶酶(剂量为0.04U, 0.1U, 0.4U)诱导疼痛，并使用PAR-4拮抗剂pepducin P4pal10(100μg，腹腔注射)和纤溶酶抑制剂神经丝氨酸蛋白酶抑制剂(3μg，膝关节局部皮下注射)进行药理学干预；此外，还建立了高岭土/角叉菜胶诱导的急性滑膜炎模型，并在诱导前局部注射神经丝氨酸蛋白酶抑制剂进行预防性治疗评估。
3.1. 纤溶酶对后爪缩足阈值和负重的影响
关节内注射纤溶酶可剂量依赖性地降低大鼠后爪的冯弗雷毛发机械刺激阈值，并减少同侧后肢的承重比例，最大效应出现在注射后120分钟，其中0.4U剂量的纤溶酶效果最显著。这表明确实可引发关节疼痛行为。
3.2. PAR-4阻断和神经丝氨酸蛋白酶抑制剂对纤溶酶诱导关节疼痛的影响
提前给予PAR-4受体拮抗剂pepducin P4pal10，能够显著减弱纤溶酶诱导的机械痛敏和负重缺陷。这证明纤溶酶产生的疼痛依赖于PAR-4的激活。局部给予神经丝氨酸蛋白酶抑制剂也能逆转纤溶酶引起的触觉超敏反应，但对后肢承重缺陷无显著影响。这表明抑制纤溶酶活性可以缓解其部分致痛效应。
3.3. 神经丝氨酸蛋白酶抑制剂在急性关节炎关节中的镇痛作用
在高岭土/角叉菜胶诱导的急性滑膜炎模型中，预防性给予神经丝氨酸蛋白酶抑制剂能够改善模型动物的后爪机械痛阈，但对关节功能障碍（后肢承重）没有影响。这提示在急性炎症状态下，抑制纤溶酶活性具有一定的镇痛潜力。
本研究首次证明，关节内注射外源性纤溶酶可通过激活关节PAR-4受体，导致后爪机械阈值降低和疼痛行为。同时，使用内源性酶抑制剂神经丝氨酸蛋白酶进行预防性治疗，可以阻断纤溶酶的致痛作用，并减轻急性炎症性关节疼痛。已知约60%的膝关节传入神经表达PAR-4，选择性激活该受体会导致外周敏化和疼痛。本研究发现纤溶酶产生的剂量依赖性疼痛反应可被pepducin P4pal10阻断，这直接证实了纤溶酶-PAR-4通路在关节疼痛中的作用。神经丝氨酸蛋白酶抑制剂是丝氨酸蛋白酶抑制剂家族的成员，其作用在于限制包括纤溶酶在内的某些酶的神经元活性。本研究发现神经丝氨酸蛋白酶抑制剂能够阻断纤溶酶的致痛作用，证实了该抑制剂通过作用于这一蛋白水解通路来发挥镇痛作用。然而，神经丝氨酸蛋白酶抑制剂并未改变由纤溶酶治疗或急性滑膜炎引起的后肢承重变化，这可能暗示其作用部位在中枢。尽管神经丝氨酸蛋白酶抑制剂是关节局部皮下给药，但它可能进入体循环，从而减弱脊髓背角的神经元活动。这一潜在机制得到了以下观察结果的支持：神经丝氨酸蛋白酶抑制剂提高了后爪撤回阈值，而这正是膝关节疼痛研究中中枢敏化的一个测量指标。综上所述，纤溶酶通过裂解PAR-4导致关节炎疼痛，而阻断纤溶酶-PAR-4通路（例如使用神经丝氨酸蛋白酶抑制剂）为缓解膝关节疼痛提供了一个有前景的新靶点。
