SOX11/CBLN2/NF-κB信号轴通过背根神经节神经炎症介导小鼠神经病理性疼痛的新机制

《Neuroscience Bulletin》：SOX11-mediated CBLN2 Upregulation Contributes to Neuropathic Pain through NF-κB-Driven Neuroinflammation in Dorsal Root Ganglia of Mice

本研究针对神经病理性疼痛治疗靶点匮乏的临床难题，聚焦背根神经节（DRG）转录重编程机制。研究人员通过多组学分析发现SOX11转录因子调控CBLN2表达，进而激活NF-κB信号通路驱动神经炎症和神经元超兴奋性。实验证实干预该轴可显著缓解小鼠SNL模型机械性痛觉超敏和热痛觉过敏，为开发新型镇痛策略提供了理论依据。

　　

全球约7%-10%的人口深受神经病理性疼痛困扰，这种由体感神经系统损伤或功能障碍引起的慢性疼痛疾病，由于发病机制复杂，现有治疗手段往往效果有限。背根神经节作为痛觉信号传递的关键中继站，在周围神经损伤后会发生显著的分子和细胞重塑，驱动疼痛通路的适应性不良可塑性。虽然转录重编程已被证实参与神经病理性疼痛的发病过程，但关键分子调控器及其下游效应器仍未被完全阐明。

近日发表在《Neuroscience Bulletin》的研究首次揭示了SOX11-CBLN2-NF-κB信号轴在神经病理性疼痛中的核心作用。研究人员通过整合空间转录组学、顺式调控分析和电生理记录等技术，发现转录因子SOX11通过结合Cbln2启动子区的12个调控元件增强其转录，进而激活NF-κB信号通路，驱动背根神经节神经炎症和神经元超兴奋性，最终导致疼痛 hypersensitivity（超敏反应）。

研究采用的主要技术方法包括：脊髓神经结扎（SNL）小鼠疼痛模型构建、鞘内给药技术、RNA测序与生物信息学分析、免疫荧光共定位、染色质免疫沉淀（ChIP）、双荧光素酶报告基因检测、Western blot蛋白分析、酶联免疫吸附试验（ELISA）以及全细胞膜片钳记录。所有动物实验均遵循国际疼痛研究协会（IASP）指南，并经南通大学动物伦理委员会批准。

CBLN2存在于人和小鼠的本体感觉神经元和伤害性感觉神经元中

通过分析人类DRG感觉神经元的空间转录组数据，发现CBLN2主要表达于Aδ低阈值机械感受器（LTMRs）、本体感觉神经元和Aβ LTMRs等12个人类感觉神经元集群中。小鼠DRG图谱分析显示CBLN2在Ntrk3^low+Ntrk2（Aδ-LTMRs）、Pvalb（本体感觉神经元）和Ntrk3^high+Ntrk2（Aβ-LTMRs）神经元中高度富集。RNA-seq数据分析表明，SNL术后4周大鼠L5 DRG中Cbln2表达显著上调。

SNL增加DRG神经元中CBLN2的表达

时序分析显示，SNL术后小鼠DRG中Cbln2 mRNA在3天时达到峰值（较假手术组增加1.9倍），并在10天和21天保持升高。Western blot和ELISA证实SNL术后10天CBLN2蛋白水平显著上调。免疫荧光显示CBLN2在TUJ1⁺神经元中表达，而不与卫星胶质细胞或巨噬细胞共定位。在SNL术后，CBLN2在小型伤害性感觉神经元（CGRP⁺和IB4⁺）中的表达增加，表明其参与神经病理性疼痛的维持。

SOX11调控Cbln2的转录

生物信息学预测发现Cbln2启动子区存在12个SOX11结合位点。双荧光素酶报告基因实验证明SOX11过表达显著增强Cbln2启动子活性。染色质免疫沉淀（ChIP）分析显示SNL增强了SOX11与Cbln2启动子的结合亲和力。SNL术后SOX11 mRNA和蛋白表达均显著上调，且与CBLN2在NF200⁺、CGRP⁺和IB4⁺神经元中共定位。

SOX11和CBLN2参与SNL诱导的机械性痛觉超敏和热痛觉过敏

鞘内注射Sox11或Cbln2 siRNA均能显著缓解SNL诱导的疼痛行为，并降低相应基因表达水平。功能实验证实SOX11/CBLN2轴在神经病理性疼痛中发挥关键作用。

CBLN2诱导疼痛超敏反应和DRG中多种趋化因子/受体上调

鞘内注射CBLN2重组蛋白（100 ng和500 ng）可在1-6小时内诱导机械性痛觉超敏和热痛觉过敏。RNA-seq分析发现CBLN2处理后DRG中有163个基因上调和116个基因下调，KEGG富集分析显示NF-κB信号通路被显著激活。TRRUST分析预测NFKB1调控12个上调基因，包括Cxcl1、Cxcl10、Il-1β等趋化因子。

NF-κB介导CBLN2和SNL诱导的疼痛超敏反应

Western blot和免疫荧光显示CBLN2注射和SNL均能增加磷酸化p65（p-p65）水平。NF-κB抑制剂PDTC可逆转CBLN2和SNL诱导的疼痛行为，表明NF-κB是CBLN2的下游关键信号分子。

NF-κB抑制剂和Sox11 siRNA降低CBLN2诱导的促炎细胞因子上调

qRT-PCR显示CBLN2注射后Cxcl2、Cxcl3、Cxcl9、Ccl3和Ccl4等趋化因子mRNA水平升高，PDTC预处理或Sox11 siRNA均可抑制这些细胞因子的表达，证实SOX11/CBLN2/NF-κB轴调控下游炎症反应。

NF-κB抑制剂降低DRG神经元的超兴奋性

膜片钳记录显示CBLN2（200 ng/mL）处理降低DRG神经元的阈值电流，增加动作电位发放频率。PDTC预处理可逆转CBLN2诱导的神经元超兴奋性，证明NF-κB信号在调节神经元兴奋性中起关键作用。

本研究首次揭示了SOX11-CBLN2-NF-κB信号级联在神经病理性疼痛中的核心作用。该轴通过驱动背根神经节神经炎症和神经元超兴奋性，参与疼痛的起始和维持过程。研究表明，SOX11在大型和中型DRG神经元中驱动CBLN2产生，这种分泌蛋白可能通过旁分泌方式激活邻近神经元的NF-κB信号，促进神经元超兴奋性和趋化因子产生。该发现不仅拓展了cerebellin家族蛋白的生物学功能，还为开发针对神经病理性疼痛的靶向治疗提供了新思路。

值得注意的是，SOX11表达在SNL后可持续升高至21天，表明其在慢性疼痛维持中发挥持久作用。CBLN2诱导的趋化因子集群（包括CXCL2、CXCL3、CXCL9、CCL3和CCL4）可能通过招募和激活非神经元细胞（如卫星胶质细胞、巨噬细胞和T细胞），在DRG内形成自我强化的炎症微环境。虽然本研究主要关注神经元机制，但CBLN2及其诱导的趋化因子很可能通过神经元-胶质细胞相互作用放大疼痛信号。

该研究存在的局限性包括CBLN2受体的尚未明确，以及NF-κB抑制剂PDTC半衰期较短等。未来针对CBLN2受体及其信号伙伴的鉴定将有助于全面理解其作用机制。总之，SOX11-CBLN2-NF-κB轴的发现为神经病理性疼痛的治疗提供了新的潜在靶点，具有重要的转化医学价值。