BDNF-TrκB-PLCγ信号通路通过激活机械敏感的Piezo2通道，介导BPA（双丙酰苯胺）诱导的机械性痛觉过敏反应

《Cell & Bioscience》：BDNF-TrκB-PLCγ signaling drives BPA-induced mechanical allodynia through activating mechanosensitive Piezo2 channels

　　

摘要

背景

臂丛神经撕脱（BPA）引起的神经性疼痛（NP）影响了高达90%的BPA患者，此类疼痛通常表现为机械性痛觉过敏。疼痛的慢性逐渐发展以及缺乏有效的治疗方法，使得这一问题成为研究人员和临床医生的棘手难题。机械敏感通道Piezo2已被证实参与了多种生理过程，包括NP。然而，它是否在BPA引起的NP及相关机制中起作用，尤其是在颈背根神经节（DRG）水平上，目前仍不清楚。在本研究中，我们重点关注了Piezo2在周围神经系统中的作用，并试图探索其在BPA诱导的NP中的角色。

方法

我们建立了一种新的BPA小鼠模型，并进行了疼痛行为测试。使用CatWalk步态分析来评估疼痛和运动功能。通过Western blot分析和免疫组化（IHC）技术，对颈DRG中的Piezo2表达进行了定性和定量分析。此外，还利用Western blot和药理学方法评估了与Piezo2相关的信号通路。全细胞膜片钳技术用于直接记录DRG神经元的兴奋状态，并通过拮抗剂测试其功能调节；基因敲低实验用于确认Piezo2在周围神经系统中的作用。另外，还使用Western blot和IHC技术分析了BPA患者来源的撕脱DRG组织。

结果

BPA小鼠模型显示受影响前爪的机械性撤退阈值显著降低，CatWalk步态分析表明单个C7根神经的撕脱并未影响小鼠的运动功能。研究发现Piezo2的表达水平升高，在疼痛条件下，Piezo2主要表达于颈DRG中的痛觉感受器中。DRG中的Piezo2阳性（Piezo2⁺）神经元与TrκB（脑源性神经营养因子BDNF的高亲和力受体）具有较高的共定位率，这表明可能存在分子间相互作用。BPA小鼠的颈DRG神经元表现出过度兴奋状态，这种过度兴奋可以通过Piezo2抑制剂GsMTx4及BDNF基因敲低得到抑制。此外，这些抑制过度兴奋的方法能够缓解BPA小鼠的机械性疼痛。Western blot、共免疫沉淀和药理学分析表明，BDNF-TrκB-PLCγ信号通路通过下游的Piezo2通道促进了BPA诱导的NP。作为衍生实验，来自BPA患者的组织也显示出与BPA小鼠相似的分子变化特征。

结论

本研究表明Piezo2在BPA诱导的NP中起促进作用，可能是通过周围神经系统中的BDNF-TrκB-PLCγ信号通路实现的。Piezo2在颈DRG中不同直径的神经元中均有表达，尤其是在低阈值机械感受器（即TrκB⁺神经元）中高度共定位。啮齿动物和人类实验结果的一致性表明其具有潜在的临床应用前景。未来需要进一步研究更具体的Piezo2通道药理学抑制方法以及PLCγ激活与Piezo2功能之间的直接机制联系。