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为探索治疗带状疱疹后神经痛（PHN）的新策略，研究人员在辣椒碱类似物诱导的神经病理性疼痛模型中，聚焦于丝氨酸蛋白酶抑制剂SERPINE1的作用。研究发现，SERPINE1在疼痛发生中显著上调，其特异性抑制剂TM5441可剂量依赖性地缓解疼痛行为，其作用机制是通过抑制AKT通路活化，从而减轻背根神经节（DRG）的神经元凋亡。该研究揭示了SERPINE1是驱动神经病理性疼痛的关键因子，为PHN等难治性疼痛提供了新的潜在治疗靶点。
想象一下，皮肤上水痘消退后，病毒并未消失，而是潜伏在神经节中“伺机而动”。当它因免疫力下降而“苏醒”时，带来的不仅是皮肤上的带状疱疹，更可怕的是那种如火烧、针刺般难以忍受的疼痛，这便是带状疱疹后神经痛（Postherpetic Neuralgia, PHN）。这种疼痛可以持续数月甚至数年，严重侵蚀患者的生活质量。遗憾的是，目前针对PHN的治疗手段效果有限，近半数患者症状难以缓解，开发更有效的疗法迫在眉睫。为了破解疼痛的密码，研究人员将目光投向了一种非病毒诱导的动物模型——辣椒碱类似物（Resiniferatoxin, RTX）诱导的神经病理性疼痛模型，它能很好地模拟PHN的疼痛特征，是探索其背后机制的有力工具。
研究人员首先利用RTX模型，成功诱导了大鼠出现典型的神经病理性疼痛表型：对机械刺激的痛觉超敏和对热刺激的痛觉迟钝。RNA测序（RNA-seq）分析发现，在疼痛大鼠的背根神经节（Dorsal Root Ganglion, DRG）中，有大量基因表达发生改变。通过对差异表达基因的深入挖掘，一个名为SERPINE1（Serpin Family E Member 1，丝氨酸蛋白酶抑制剂家族E成员1）的基因引起了研究者的注意。它在RTX处理的DRG组织中表达水平显著升高。SERPINE1是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，已知在多种神经系统损伤和疾病中扮演角色，但其在神经病理性疼痛中的作用尚不清楚。这促使研究者提出一个假设：上调的SERPINE1可能在RTX诱导的疼痛中起着关键的致病作用。
为了验证这一假设，研究团队采用了多层次的策略。在动物水平，他们向RTX处理的大鼠注射SERPINE1的特异性抑制剂TM5441，并系统评估了药物对疼痛行为、神经病理改变的影响。在细胞水平，他们使用人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞系，模拟RTX对神经元的直接作用，并探索了TM5441的细胞保护机制。核心的技术方法包括：利用电子Von Frey测痛仪和热痛刺激仪进行疼痛行为学评估；通过免疫荧光、Western blot和逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测SERPINE1、TRPV1、凋亡相关蛋白（如cleaved-caspase 3）及AKT通路蛋白的表达与定位；运用透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）观察坐骨神经的超微结构变化；通过RNA-seq进行转录组学分析以筛选关键分子；并使用caspase-3活性检测试剂盒评估细胞凋亡水平。
3.1. Injection of RTX in rats induces mechanical hypersensitivity and impairs thermal nociception
研究人员证实，单次腹腔注射RTX可在大鼠体内成功建立模拟PHN的疼痛模型。模型大鼠表现出进行性加重的机械性痛觉超敏和长期持续的热痛觉迟钝。免疫荧光显示DRG中表达辣椒素受体1（Transient Receptor Potential Vanilloid 1, TRPV1）的神经元大量丢失，透射电镜观察则发现坐骨神经发生严重损伤，包括无髓纤维减少、有髓纤维轴索肿胀、髓鞘结构紊乱以及施万细胞形态异常。
3.2. Analysis and identification of DEGs in DRG from rats of PHN based on RTX-induced neuropathic pain
通过对DRG组织进行RNA-seq分析，研究者发现在RTX处理组与对照组之间存在237个差异表达基因，其中227个上调，10个下调。功能富集分析表明，这些差异基因与神经炎症、急性炎症反应、神经元凋亡负调控等过程密切相关。通过交叉比对“神经损伤”相关基因集，研究人员锁定了显著上调的SERPINE1作为后续研究的重点靶点。
3.3. SERPINE1 is upregulated in DRG from a rat model of PHN based on RTX-induced neuropathic pain
研究在mRNA和蛋白水平上均证实，SERPINE1在RTX模型大鼠的DRG中表达显著上调。RT-qPCR和Western blot结果一致，免疫荧光染色进一步显示SERPINE1蛋白在DRG神经元的胞浆中高表达。
3.4. Inhibition of SERPINE1 by TM5441 alleviates neuropathic pain and associated pathological changes in rats with RTX-induced neuropathic pain
关键的治疗实验表明，给予SERPINE1抑制剂TM5441可剂量依赖性地缓解RTX诱导的机械性痛觉超敏和热痛觉迟钝。同时，TM5441处理部分阻止了DRG中TRPV1阳性神经元的丢失，并减轻了坐骨神经的超微结构损伤，表现为有髓纤维的G比值恢复、轴索肿胀和髓鞘紊乱得到改善。
3.5. SERPINE1 inhibition attenuates neuronal apoptosis in DRG
机制探索发现，TM5441治疗显著降低了DRG中cleaved-caspase 3（凋亡执行蛋白caspase-3的活化形式）的表达和caspase-3的活性，表明其抑制了神经元凋亡。此外，TM5441还下调了RTX诱导的促炎细胞因子IL-1β、TNF-α和IL-6的mRNA表达水平。
3.6. Inhibition of SERPINE1 suppresses AKT signaling activation in the DRG
进一步的研究揭示了SERPINE1下游的关键信号通路。免疫荧光和Western blot结果均显示，RTX处理激活了DRG中的AKT信号通路（表现为磷酸化AKT（p-AKTS473）水平升高），而TM5441处理能剂量依赖性地抑制这种活化。
3.7. Inhibition of SERPINE1 attenuates RTX-induced AKT activation in vitro
体外细胞实验为机制提供了直接证据。在SH-SY5Y细胞中，RTX刺激同样能诱导AKT磷酸化水平升高和caspase-3活性增加。TM5441预处理可有效抑制RTX诱导的AKT活化及随后的细胞凋亡。作为阳性对照，直接使用AKT抑制剂MK-2206也能产生类似的保护效果，这确认了AKT通路在其中的核心地位。
综合以上结果，本研究得出了明确的结论：在模拟PHN的RTX诱导神经病理性疼痛模型中，SERPINE1在DRG中表达上调，是驱动疼痛发生的关键因子。通过药物抑制SERPINE1，能够有效缓解疼痛行为，其核心机制在于抑制了AKT信号通路的过度活化，从而减少了DRG神经元的凋亡，并改善了周围神经的病理损伤。
这项研究的意义重大。首先，它首次系统阐明了SERPINE1在神经病理性疼痛中的致病作用及其通过AKT介导神经元凋亡的具体机制，深化了对疼痛，特别是PHN发病机制的理解。其次，研究验证了SERPINE1抑制剂TM5441在动物模型中的镇痛效果，为将SERPINE1作为治疗神经病理性疼痛（包括PHN）的新药靶点提供了坚实的临床前证据。面对当前难治性疼痛患者缺乏有效治疗手段的困境，这项发现为开发全新作用机制的镇痛药物开辟了充满希望的新方向。该论文已发表在《Brain Research Bulletin》期刊上。
