王宇欣 王凯旋 李兆申

MicroRNA与胰腺癌疼痛关系的研究进展

王宇欣 王凯旋 李兆申

MicroRNA(miRNA)广泛存在于各类生物体内，在调节生物体生长、发育、细胞增殖和凋亡、病毒感染以及疾病的发生、发展等方面起着重要的作用[1]。2007年Bai等[2]首先报道炎性疼痛模型中三叉神经节某些miRNA表达明显下降。近年来，miRNA与慢性炎性以及癌性疼痛关系的研究日益增多，本文就miRNA与胰腺癌疼痛关系的研究进展做一综述。

一、MiRNA的特性

MiRNAs是一类长约22～24核苷酸(nt)的非编码单链RNA分子[3]，由一段具有发夹环结构的长度为70～100 nt的单链RNA前体(pre．miRNA)经Dicer酶剪切而来[4]。作为内源性的翻译抑制因子，miRNA通过与靶mRNA的3′端非翻译区(UTR)的碱基互补配对而发挥作用。当与mRNA完全互补配对时，则切割或降解mRNA，从而诱导目的基因沉默，最终从基因水平使相应的功能蛋白表达受到影响[5]。miRNA在个体不同的发育阶段以及同一发育阶段不同的组织和细胞中表达均有差异[6]。一种基因可以接受多种miRNA的调控，而同时一种miRNA也可以调节多种基因。

近年研究证实，miRNA调节细胞的增殖、分化及凋亡等，从而参与机体的整个生命过程。

二、MiRNA在慢性疼痛中的表达变化

Kusuda等[7]利用鞘内注射完全弗氏佐剂(CFA)诱导的慢性疼痛大鼠模型研究发现背根神经节(DRG)神经元中miR-1-3p表达明显下降。Tang等[8]对该疼痛模型研究表明躯体同侧DRG神经元中miR-143表达明显下降，并且在同工凝集素B4(I-B4)阳性神经元中表达明显高于I-B4阴性神经元。在CFA注射入小鼠咀嚼肌数小时后，三叉神经节神经元中miR-183表达明显下降。Kynast等[9]通过建立CFA诱导的慢性炎性痛模型证实，miR-134与μ-opioid受体(MOR1)的表达呈负相关；坐骨神经切断术后，DRG中miR-1表达明显下降，随着miR-200b、miR-429靶位DNA转移酶3a的上调，伏隔核中门冬氨酸ζ1(NMDAζ1)阳性神经元miR-200b、miR-429表达明显下降，微阵列数据表明DRG中miR-146表达上调。Yu等[10]通过建立SD大鼠坐骨神经切除模型证实miR-21、miR-221明显上调，miR-550、miR-551明显下降；在面部注射角叉莱胶引起的炎性痛大鼠模型中，双侧前额皮质中miR-155、miR-223表达明显上调。通过靶基因计算机预测系统得出，miR-155上调与其靶基因c/ebp阻遏有关，通过增加促炎性粒细胞集落刺激因子(GCSF)的表达而导致炎症反应。另外，外周系统注射miR-124a可通过GEBP-α-pu途径抑制巨噬细胞活性，使小胶质细胞处于静止状态，这些反应可能与TNF-α、iNOS等炎性递质表达下降有关，因此囊内注射miR-124a可抑制角叉莱胶诱导的痛觉过敏。足趾接种磷脂酶A2激活蛋白(PLAA)可建立机械性触摸痛及条件位置厌恶模型，小鼠足爪上皮切开后抑制了角化细胞中miR-203的表达，可能与其靶蛋白PLAA增加有关。鞘内注射辣椒素后，DRG中miR-1，特别是miR-1-3p表达明显上调。在足趾注射甲醛诱导的急性自发性疼痛行为模型中，脊髓神经元miR-124a表达明显下降，鞘内注射miR-124类似物可缓解甲醛诱导的二期疼痛，miR-124a调节炎性疼痛中转录后调节因子MeCP2蛋白的表达[11]，而且，miR-124和MeCP2蛋白在同样的细胞中表达更支持这一点。脊髓神经损伤后，DRG中miR-146、miR-223表达上调，脊髓神经切断后，DRG中miR-124表达下降，由此推测miR-124表达下降可能与神经痛有关。另外，在LysM-GRK2+/-小鼠脊髓小胶质细胞中注射IL-1β可降低miR-124的表达，由此导致持续的痛觉过敏[12]；此外，各种神经损伤后，DRG神经元中miR-21表达均上调。Sakai等[13]研究证实在切断左侧第5腰神经后，通过鞘内注射miR-21抑制剂可缓解触摸痛及热痛觉过敏；在复杂区域疼痛模型(分为Ⅰ型和Ⅱ型，分别由伤害性刺激和神经损伤触发)中，18种miRNA在血液中表达发生改变，其中miR-532-3P与疼痛类型、疼痛程度及VEGF有关；Ⅱ型疼痛中miR-532-3P表达明显上升。Bali等[14]通过在小鼠根骨中移植溶骨纤维肉瘤细胞诱导癌性疼痛，注射后第8天DRG中57种miRNA表现出明显的变化，其中， miR-1a-3p、miR-34c-5p表达上调，miR483-3p表达下降，抑制miRNA变化能够缓解肿瘤诱导的痛觉高敏感性。进一步研究表明，Clcn3，一种氯离子通道，是miR-1a-3p在DRG神经元细胞的重要基因靶点，并且敲除Clcn3所继发的肿瘤诱导的痛觉过敏与敲除miR-1a-3p后减弱痛觉反应相吻合。在诱导骨关节炎性痛模型中，DRG中miR-146a、miR-182-96-183簇表达明显下调[15-16]，而且，电压门控钠离子通道(1.8和1.7)及电压门控钙离子亚通道α2δ1被认为是miR-182-96-183簇中多个miRNA的靶作用点。糖尿病引起的外周神经痛模型中，miR-146a在DRG中表达明显下降，这可能进一步导致高糖情况下神经元凋亡[17]。在新生小鼠膀胱炎模型中，与氨基丁酸A(GABA)受体亚单位、GABA合成酶、K-CL共转运体相关基因靶向结合的miRNA表达上调，运用RT-PCR技术证实，miR-181a表达明显上调，进而导致成人脊髓中GABA 受体转录和翻译的抑制，在双重原位杂交及免疫组化研究中进一步明确了miR-181a及GABA 在脊髓背角细胞的共表达，强调miR-181a对GABA 表达的潜在影响[18]。miR-7a主要以β2亚离子通道为靶点，调节神经元兴奋性。神经疼痛的晚期，miR-7a在受损的DRG神经元细胞中急剧下降，在裸鼠中阻断miR-7a的功能可引起疼痛相关的行为。在神经性疼痛中，miR-103是首先被定义完好的miRNA，Favereaux等[19]发现由 -α1，-α2δ1和-β1共同组成的 1.2 L型钙离子通道在慢性神经痛中长期可塑性发挥重要作用，脊髓神经中miR-103以其为靶点并调节其表达及神经元的钙离子瞬态；与此相适应，神经痛中miR-103在脊髓背角中表达下调，鞘内注射miR-103可缓解神经痛[20]，因此，在慢性神经痛中miR-103为可能的治疗靶点。最近研究证实，miR-21与神经性痛的长期维持有关，尽管神经性疼痛中miR-21的靶基因尚未明确，目前已预测到相关候选基因，如基质金属蛋白酶及胞外信号调控酶的负向调控因子[21]。也有研究证实miR-21以磷脂酰肌醇3-激酶的内源性抑制因子为靶点[22]。

三、胰腺癌疼痛与miRNA的关系

疼痛是晚期胰腺癌最突出的临床症状，多数是由于癌肿浸润包括内脏神经的腹腔神经丛所致引起剧烈的神经性疼痛。资料显示，胰腺癌不仅是胰腺肿瘤中神经浸润发生率最高的，也是最严重的。miRNA与胰腺癌疼痛的关系目前尚未明确，但研究表明多种miRNA在神经痛中的表达发生变化，包括miR-21、miR-182-96-183簇、miR-103、miR-124、miR-126、let7a、let7b、let7c、miR-155、miR-223等均与神经性疼痛有关。

此外，在神经性疼痛中，神经胶质细胞扮演着重要的角色。如上述，在LysM-GRK2+/-小鼠足趾注射IL-1β后，神经胶质细胞中miR-124表达下降；鞘内注射miR-195拮抗剂可降低脂多糖诱导的促炎性因子IL-1β、TNF-α在神经胶质细胞中的表达从而缓解神经性疼痛。由此可推断miRNA可能通过调节神经胶质细胞的作用参与胰腺癌性疼痛。最近的研究发现，高血糖与胰腺癌的神经浸润可能存在一定关系。糖尿病存在于34%～40%的胰腺癌患者中，并且常为新发[23]。注射链脲霉素致糖尿病而诱导的神经痛模型中，miRNA通过降低DRG中Na+电压门控通道水平，进一步缓解痛觉过敏[24]。糖尿病引起的外周神经痛模型中，miR-146a在DRG中表达明显下降，这可能进一步导致高糖情况下神经元凋亡。

Molly等通过构建自发性胰腺癌转基因小鼠模型证明，无论在胰腺癌早期还是晚期，内源性阿片肽止痛系统均可缓解疼痛。据报道，miRNA与阿片肽耐受性有关。He等[25]首先明确let-7 miRNA 与MOR1 mRNA 3′非编码区结合，负向调控MOR1。由此可推断，miRNA可能通过调节神经胶质细胞、血糖及内源性阿片肽系统来参与胰腺癌性疼痛。

四、展望

随着研究的不断深入，miRNA在胰腺癌疼痛中的调节机制或作用逐渐被发现和证实，虽然目前研究仅停留在对啮齿类动物模型上，至今也缺少有效模拟胰腺癌疼痛的动物模型，但所获得的研究成果已经为通过调控miRNA控制胰腺癌疼痛这种全新的治疗模式提供了充分的理论依据，值得进一步深入研究与探讨。

[1] Sayed D, Abdellatif M. MicroRNAs in development and disease[J]. Physio Rev, 2011, 91(3):827-887.

[2] Bai G, Ambalavanar R, Wei D, et al. Downregulation of selective microRNAs in trigeminal ganglion neurons following inflammatory muscle pain[J]. Mol Pain, 2007, 3:15.

[3] Kim J, Krichevsky A, Grad Y, et al. Identification of many microRNAs that copurify with polyribodomes in mammalian neurons[J]. Proc Natl Acad Sci U S A, 2004, 101(1):360-365.

[4] Hammond SM, Bernstein E, Beach D, et al. An RNA-directed nuclease mediates post-transcriptional gene silencing in Drosophila cells[J]. Nature, 2000, 404(6775):293-296.

[5] Preall JB, Sontheimer EJ. RNAi: RISC gets loaded[J]. Cell, 2005, 123(4):543-545.

[6] Chen CZ, Li L, Lodish HF,et al. MicroRNAs modulate hematopoietic lineage differentiation[J]. Science, 2004, 303(5654):83-86.

[7] Kusuda R, Cadetti F, Ravanelli MI, et al. Differential expression of microRNAs in mouse pain models[J]. Mol Pain, 2011, 7:17.

[8] Tang PH, Pao YY, Cheng JK, et al. MicroRNA-based therapy in pain medicine: Current progress and future prospects[J]. Acta Anaesthesiol Taiwan, 2013, 51(4):171-176.

[9] Kynast KL, Russe QQ, Geisslinger G, et al. Novel findings in pain processing pathways: implications for miRNA as future therapeutic targets[J]. Expert Rev Neurother, 2013, 13(5):515-525.

[10] Yu B, Zhou S, Qian T, et al. Altered microRNA expression following sciatic nerve resection in dorsal root ganglia of rats[J]. Acta Biochim Biophys Sin(Shanghai), 2011, 43(11):909-915.

[11] Geranton SM, Morenilla-Palao C, Hunt SP. A role for transcriptional repressor methyl-CpG-binding protein 2 and plasticity-related gene serum- and glucocorticoid-inducible kinase 1 in the induction of inflammatory pain states[J]. J Neurosci, 2007,27(23):6163-6173.

[12] Willemen HL, Huo XJ, Mao-Ying QL, et al. MicroRNA-124 as a novel treatment for persistent hyperalgesia[J]. J Neuroin-flammation, 2012,9:143.

[13] Sakai A, Suzuki H. Nerve injury-induced uprequlation of miR-21 in the primany sensory neurous contributes to neuropathic pain in rats[J]. Biochem Biophys Res Commun, 2013, 435(1): 176-181

[14] Bali KK, Selvaraj D, Satagopam VP, et al. Genomewide identification and functional analyses of microRNA signatures associated with cancer pain[J]. EMBO Mol Med,2013,5(11): 1740-1758.

[15] Li X, Gibson G, Kim JS, et al. MicroRNA-146a is linked to pain-related pathophysiology of osteoarthritis[J]. Gene, 2011,480:34-41.

[16] Li X, Kroin JS, Kc R, et al. Altered spinal microRNA-146a and the microRNA-183 cluster contribute to osteoarthritic pain in knee joints[J]. J Bone Miner Res,2013,28(12):2512-2522.

[17] Wang L, Chopp M, Szalad A, et al. The role of miR-146a in dorsal root ganglia neurons of experimental diabetic peripheral diabetic peripheral neuropathy[J].Neuroscience, 2014,259:155-163.

[18] Sengupta JN, Pochiraju S, Kannampalli P, et al. MicroRNA-mediated GABA receptor subunit down-regulation in adult spinal cord following neonatal cystitis-induced chronic visceral pain in rats[J]. Pain, 2013, 154(1):59-70.

[19] Favereaux A, Thoumine O, Bouali-Benazzouz R, et al. Bidirectional integrative regulation of Cav1.2 calcium channel by microRNA miR-103: role in pain[J]. EMBO J, 2011, 30(18):3830-3841.

[20] Fossat P, Dobremez E, Bouali-Benazzouz R, et al. Knockdown of L calcium channel subtypes: differential effects in neuropathic pain[J]. J Neurosci, 2010, 30(3): 1073-1085.

[21] Huang Y, Yang YB, Zhang XH, et al. MicroRNA-21 gene and cancer[J]. Med Oncol, 2013, 30(1):376.

[22] Meng F, Henson R, Wehbe-Janek H, et al. MicroRNA-21 regulates expression of the PTEN tumor suppressor gene in human hepatocellular cancer[J]. Gastroenterology, 2007, 133(2):647-658.

[23] Chari ST, Leibson CL, Rabe KG, et al. Pancreatic cancer-associated diabetes mellitus:prevalence and temporal association with diagnosis of cancer[J]. Gastroenterology, 2008,134(1)：95-101.

[24] Kynast KL, Russe OQ, Geisslinger G, et al. Novel findings in pain processing pathways: implications for miRNAs as future therapeutic targets[J]: Expert Rev Ltd, 2013,13(5):515-525.

[25] He Y, Yang C, Kirkmire CM, et al.Regulation of opioid tolerance by let-7 family microRNA targeting the mu opioid receptor[J]. J Neurosci, 2010,30(30):10251-10258.

(本文编辑：吕芳萍)

10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2015.03.022

国家自然科学基金面上项目(81372482)；上海市自然科学基金(138R1409300)

200433 上海，第二军医大学长海医院消化内科

王凯旋，Email: wkx224@sohu.com

2015-02-02)