疼痛與焦慮“相伴相生”的機(jī)制找到了！徐醫(yī)大潘志強(qiáng)等揭示大腦ACC中的關(guān)鍵調(diào)控軸

生活中很多人被慢性炎性疼痛困擾，疼痛和焦慮像一對難兄難弟纏在一起，讓病情更棘手。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦前扣帶回皮層（ACC）是處理疼痛和情緒的關(guān)鍵區(qū)域，那這個區(qū)域里藏著怎樣的分子秘密，讓疼痛和焦慮相伴相生？這篇研究就找到了關(guān)鍵的分子開關(guān)，揭開了背后的奧秘。

來自徐州醫(yī)科大學(xué)潘志強(qiáng)教授等的研究團(tuán)隊(duì)做了一項(xiàng)專門研究，標(biāo)題為《 PCIF1-mediated m 6 Am modification in ACC neurons participates in inflammatory pain and anxiety 》，相關(guān)成果于2026年2月18日發(fā)表在《Cell Reports》期刊上。

該研究發(fā)現(xiàn)外周持續(xù)性炎癥會使小鼠 ACC 神經(jīng)元中 m6Am 修飾和甲基轉(zhuǎn)移酶 PCIF1 水平降低，這一變化由 GLI2 與 Pcif1 啟動子結(jié)合減少引發(fā)；PCIF1 下調(diào)會降低 Gap43 mRNA 的 m6Am 修飾，導(dǎo)致 GAP43 表達(dá)升高、突觸前長時程增強(qiáng)過度飽和，進(jìn)而誘發(fā)炎性疼痛和焦慮共病，而敲低 GAP43 可緩解該癥狀，揭示了GLI2-PCIF1-Gap43 軸調(diào)控炎性疼痛與焦慮的分子機(jī)制。

也就是說，該研究整體就是摸清了GLI2-PCIF1-Gap43這一分子通路，是怎么調(diào)控炎性疼痛和焦慮同時發(fā)生的，找到了這個痛伴焦慮的核心分子調(diào)控邏輯。下面我們來一起看一下，研究團(tuán)隊(duì)是通過哪些具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，一步步驗(yàn)證并解析出這一核心分子調(diào)控通路的。

CFA誘導(dǎo)的炎性疼痛降低 ACC中m6Am和PCIF1水平

首先，研究用完全弗氏佐劑（CFA）構(gòu)建小鼠慢性炎性疼痛模型，發(fā)現(xiàn)小鼠出現(xiàn)機(jī)械痛敏、熱痛敏和焦慮樣行為，且疼痛與焦慮行為高度相關(guān)。通過液相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用（LC-MS/MS）檢測 ACC 中 RNA 修飾，僅 m6Am 水平顯著下降，其他修飾無變化。免疫熒光、蛋白質(zhì)印跡（Western blotting）驗(yàn)證了 PCIF1（m6Am 唯一甲基轉(zhuǎn)移酶）在 ACC 神經(jīng)元中高表達(dá)，且 CFA 處理后 ACC 中 Pcif1 的 mRNA 和蛋白水平持續(xù)降低，而神經(jīng)病理性疼痛模型（SNI/CCI）中無此變化，雌雄小鼠結(jié)果無差異。也就是說，炎性疼痛特異性下調(diào) ACC 神經(jīng)元的 PCIF1 和 m6Am，這可能和疼痛伴發(fā)焦慮有關(guān)。

ACC中PCIF1下調(diào)由CFA誘導(dǎo)的GLI2減少引起

接下來，作者通過JASPAR 數(shù)據(jù)庫分析發(fā)現(xiàn) Pcif1 啟動子有 GLI2 結(jié)合基序，qRT-PCR、Western blotting證實(shí) CFA 處理后 ACC 中 GLI2 的 mRNA 和蛋白水平顯著降低。染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）顯示CFA 使 GLI2 與 Pcif1 啟動子結(jié)合減少，雙熒光素酶報告實(shí)驗(yàn)證明 GLI2 可促進(jìn) Pcif1 轉(zhuǎn)錄。在小鼠 ACC 中慢病毒介導(dǎo)的 shRNA 敲低 GLI2會降低 PCIF1 并誘發(fā)痛敏和焦慮，而過表達(dá) GLI2可恢復(fù) PCIF1 并緩解 CFA 誘導(dǎo)的癥狀，共轉(zhuǎn) Pcif1 還能逆轉(zhuǎn) GLI2 敲低的效應(yīng)。也就是說，炎性疼痛通過降低 GLI2，抑制 Pcif1 轉(zhuǎn)錄，最終導(dǎo)致 PCIF1 下調(diào)。

上調(diào)PCIF1可緩解CFA誘導(dǎo)的傷害性反應(yīng)

接下來，作者向小鼠 ACC 注射AAV 過表達(dá) PCIF1，發(fā)現(xiàn)可恢復(fù) CFA 誘導(dǎo)的 m6Am 和 PCIF1 水平下降，同時顯著緩解機(jī)械痛敏、熱痛敏和焦慮樣行為。全細(xì)胞膜片鉗記錄顯示，CFA 使 ACC 錐體神經(jīng)元的興奮性突觸后電流（sEPSCs）增強(qiáng)、抑制性（sIPSCs）減弱，而過表達(dá) PCIF1 可逆轉(zhuǎn)該變化。若突變 PCIF1 的催化結(jié)構(gòu)域（NPPF→APPA），則無法恢復(fù) m6Am 水平，也無鎮(zhèn)痛抗焦慮效應(yīng)。也就是說，PCIF1 的甲基轉(zhuǎn)移酶活性是其調(diào)控炎性疼痛和焦慮的關(guān)鍵，上調(diào)有功能的 PCIF1 可改善癥狀。

模擬PCIF1下調(diào)可直接誘發(fā)痛敏和焦慮樣行為

通過AAV-shRNA 敲低或條件性基因敲除小鼠 ACC 的 PCIF1，會使 m6Am 水平下降，同時誘發(fā)痛敏和焦慮樣行為，雌雄小鼠結(jié)果一致。全細(xì)胞膜片鉗發(fā)現(xiàn)，PCIF1 下調(diào)會使 sEPSCs 頻率和幅度升高、sIPSCs 降低，即增強(qiáng)興奮性突觸傳遞、減弱抑制性。也就是說，ACC 神經(jīng)元中 PCIF1 下調(diào)是誘發(fā)炎性疼痛和焦慮的充分條件，無需其他炎癥刺激即可出現(xiàn)相關(guān)癥狀。

PCIF1下調(diào)導(dǎo)致炎性疼痛小鼠Gap43mRNA的m6Am修飾降低

明確了PCIF1的核心作用，接下來作者通過核糖體結(jié)合 mRNA 測序（RNC-seq）和mRNA 測序（RNA-seq）篩選出 PCIF1 的下游靶基因，發(fā)現(xiàn) Gap43 在翻譯水平顯著上調(diào)且其 mRNA 有 5' 帽端 A（m6Am 修飾位點(diǎn)）。m6Am-Exo-qPCR、RNA 免疫沉淀（RIP）證實(shí) CFA 使 Gap43 mRNA 的 m6Am 修飾降低，PCIF1 可與 Gap43 mRNA 結(jié)合，且過表達(dá) PCIF1 可恢復(fù)其 m6Am 水平。

CRISPR-dCasRx-PCIF1 靶向甲基化Gap43 的 m6Am 位點(diǎn)，可降低 GAP43 蛋白表達(dá)并緩解痛敏和焦慮，而靶向外源性 Rph3a 無此效應(yīng)。也就是說，PCIF1 特異性調(diào)控 Gap43 mRNA 的 m6Am 修飾，是介導(dǎo)炎性疼痛和焦慮的核心靶基因。

GAP43介導(dǎo)PCIF1誘導(dǎo)的炎性疼痛和焦慮

最后，作者通過免疫熒光顯示 GAP43 主要表達(dá)于 ACC 神經(jīng)元，AAV-shRNA 敲低 GAP43可緩解 CFA 誘導(dǎo)的痛敏和焦慮，而過表達(dá) GAP43可直接誘發(fā)正常小鼠的痛敏和焦慮。共敲低 PCIF1 和 GAP43，可逆轉(zhuǎn) PCIF1 敲低引發(fā)的癥狀和突觸傳遞異常。突觸可塑性檢測發(fā)現(xiàn)，PCIF1 下調(diào)導(dǎo)致突觸前長時程增強(qiáng)（pre-LTP）過度飽和，而敲低 GAP43 可恢復(fù)正常。也就是說，GAP43 是 PCIF1 調(diào)控炎性疼痛和焦慮的關(guān)鍵下游效應(yīng)分子，PCIF1 通過抑制 GAP43 表達(dá)發(fā)揮作用。

全文總結(jié)

該研究以慢性炎性疼痛伴發(fā)焦慮為研究對象，聚焦大腦前扣帶回皮層（ACC），發(fā)現(xiàn)炎性疼痛通過降低轉(zhuǎn)錄因子 GLI2，減少其與 Pcif1 啟動子的結(jié)合，導(dǎo)致 ACC 神經(jīng)元中 m6Am 甲基轉(zhuǎn)移酶 PCIF1 表達(dá)下調(diào)，進(jìn)而降低 Gap43 mRNA 的 m6Am 修飾，解除對 GAP43 翻譯的抑制，使 GAP43 表達(dá)升高。GAP43 過表達(dá)會導(dǎo)致 ACC 神經(jīng)元興奮性突觸傳遞增強(qiáng)、抑制性減弱，突觸前長時程增強(qiáng)過度飽和，最終誘發(fā)炎性疼痛和焦慮共病。反之，上調(diào) PCIF1 或敲低 GAP43 可恢復(fù)突觸傳遞和可塑性，緩解疼痛與焦慮，明確了GLI2-PCIF1-Gap43 軸是調(diào)控炎性疼痛與焦慮共病的關(guān)鍵分子通路。

研究意義

該研究首次揭示了m6Am 修飾在炎性疼痛與焦慮共病中的調(diào)控作用，明確了 ACC 神經(jīng)元中 GLI2-PCIF1-Gap43 的分子調(diào)控通路，填補(bǔ)了 RNA 表觀修飾調(diào)控疼痛情緒共病的研究空白。研究發(fā)現(xiàn) PCIF1 和 GAP43 可作為炎性疼痛伴焦慮的潛在治療靶點(diǎn)，為開發(fā)靶向 RNA 修飾的新型鎮(zhèn)痛抗焦慮藥物提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。同時，該研究也為理解慢性疼痛與情緒障礙的神經(jīng)分子機(jī)制提供了新視角，有助于推動疼痛學(xué)科與神經(jīng)表觀遺傳學(xué)的交叉發(fā)展。

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2026.117016

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