南方科技大學(xué)卞勁松教授聯(lián)合湖南大學(xué)黃松強(qiáng)博士揭示骨癌痛的新機(jī)制和治療新靶點(diǎn)

Na+/K+-ATP酶（NKA）通過(guò)將三個(gè)Na+轉(zhuǎn)運(yùn)出細(xì)胞和兩個(gè)K+轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)細(xì)胞中，在維持細(xì)胞膜上的電化學(xué)梯度方面發(fā)揮重要作用。NKA還通過(guò)協(xié)調(diào)細(xì)胞膜上的離子濃度梯度參與Ca2+信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和神經(jīng)遞質(zhì)釋放。同時(shí)，NKA也可以與細(xì)胞膜上的多個(gè)離子通道協(xié)同作用，形成離子穩(wěn)態(tài)調(diào)控的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)調(diào)節(jié)不同類型細(xì)胞之間的化學(xué)信號(hào)和離子平衡來(lái)影響細(xì)胞通訊。然而，NKA不僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的離子泵，更是一種信號(hào)傳導(dǎo)蛋白或細(xì)胞保護(hù)蛋白（Huang et al. 2024 | DOI: 10.4103/NRR.NRR-D-23-01175）。卞勁松教授課題組長(zhǎng)期關(guān)注NKA生理功能，及其在疾病發(fā)生中的作用。2024年課題組在Immunity上發(fā)表研究性論文（Huang et al. 2024 |DOI: 10.1016/j.immuni.2024.01.018），該研究揭示NKA抗炎的新功能及自由態(tài)嘌呤能受體P2X7R介導(dǎo)神經(jīng)炎癥，提出靶向NKA的抗體療法很可能成為治療應(yīng)激性焦慮癥的新策略。

發(fā)表于Immunity 的 工 作 獲 得 該 刊 配 發(fā) 亮 點(diǎn) 評(píng) 述“The price of P2X7R freedom is neuroinflammation，DOI: 10.1016/j.immuni.2024.02.009”；同時(shí)，該研究亦被Nature Immunology 的 Senior Editor 選 為 Research Highlight，并 以“Destressing microglia，DOI: 10.1038/s41590-024-01813-0”為題進(jìn)行報(bào)道。本次研究，我們闡明NKAα1調(diào)節(jié)P2X3R依賴的Ca2+內(nèi)流和背根神經(jīng)節(jié)傷害感受器的興奮性，為骨癌痛的臨床治療提供有價(jià)值的理論指導(dǎo)。

骨癌疼痛（BCP）是一種混合性疼痛綜合征，涉及神經(jīng)性疼痛和炎癥機(jī)制，并伴有異常痛覺(jué)反應(yīng)、痛覺(jué)過(guò)敏和持續(xù)性自發(fā)性疼痛。近46%的癌癥患者會(huì)出現(xiàn)BCP，最終導(dǎo)致癌癥患者的生活質(zhì)量顯著下降。盡管使用強(qiáng)效止痛藥如阿片類藥物，但仍有相當(dāng)比例的BCP患者無(wú)法獲得足夠的疼痛緩解。因此，深入了解BCP的病理生理途徑并探索創(chuàng)新的治療策略對(duì)于改善臨床結(jié)果仍然至關(guān)重要。

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2025年10月20日，南方科技大學(xué)醫(yī)學(xué)院卞勁松教授與湖南大學(xué)黃松強(qiáng)博士共同通訊，在中科院1區(qū)期刊Research（IF = 10.7）上以O(shè)riginal Article的形式在線發(fā)表題為“Na+/K+-ATPase Modulates Purinergic P2X3 Receptor Function to Drive Bone Cancer Pain”的研究論文，揭示腫瘤細(xì)胞植入（TCI）時(shí)，背根神經(jīng)節(jié)（DRG）神經(jīng)元中NKAα1與P2X3R相互作用降低，調(diào)節(jié)P2X3R依賴性Ca2+內(nèi)流，促進(jìn)TRPV1+神經(jīng)元釋放CCL5，誘導(dǎo)脊髓背角（SDH）中小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的激活，最終引發(fā)骨癌疼痛。

首先構(gòu)建瞬時(shí)受體電位香草蛋白1（TRPV1 +）神經(jīng)元特異性NKAα1 敲除小鼠，并通過(guò)免疫熒光與RT-qPCR實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證特異性NKAα1 敲除小鼠的成功構(gòu)建（圖 1A-1C）。隨后構(gòu)建神經(jīng)病理性疼痛（PSNL）與骨癌痛（TCI）模型，并開展von Frey test與Hargreaves test行為學(xué)實(shí)驗(yàn)，研究人員發(fā)現(xiàn)TRPV1+神經(jīng)元特異性NKAα1敲除小鼠的疼痛樣行為加劇，且TCI模型進(jìn)展更快（ 圖 1E-1G）。進(jìn)一步，通過(guò)膜片鉗記錄小直徑（<25 μm）傷害性DRG神經(jīng)元的動(dòng)作電位。結(jié)果表明，條件性敲除TRPV1+神經(jīng)元NKAα1加重TCI誘導(dǎo)的神經(jīng)元興奮。

圖一 條件性敲除TRPV1+神經(jīng)元NKAα1加重背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的興奮性及小鼠疼痛樣行為

進(jìn)一步通過(guò)分子生化實(shí)驗(yàn)檢測(cè)DRG神經(jīng)元中NKAα1與P2X3R復(fù)合體狀態(tài)被破壞，促進(jìn)P2X3R介導(dǎo)的Ca2+內(nèi)流和痛覺(jué)感受器的興奮性增加，進(jìn)一步通過(guò)免疫熒光及原位雜交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)TRPV1+神經(jīng)元釋放的趨化因子CCL5釋放增加，誘導(dǎo)SDH中小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的激活，最終導(dǎo)致骨癌痛表型的加重?；谝陨喜±頇C(jī)制，研究人員研發(fā)了一種靶向NKA α1胞外段的單克隆抗體，此抗體可以起到穩(wěn)定NKAα1在細(xì)胞膜上的表達(dá)的作用。研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)腹腔注射DR5-12D抗體7天后，野生型小鼠的心電圖和血清電解質(zhì)水平未出現(xiàn)明顯異常，表明該抗體對(duì)心臟和腎臟功能無(wú)顯著影響。進(jìn)一步在TCI及自發(fā)疼痛模型中，DR5-12D抗體治療可有效降低DRG神經(jīng)元的興奮性，顯著緩解小鼠的疼痛樣行為。

結(jié)論和總結(jié)

我們的研究（圖2）揭示了NKAα1在TCI誘導(dǎo)的小鼠疼痛樣行為中的重要作用。提出NKAα1是P2X3R依賴性Ca2+穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子，并且是緩解BCP有前景的干預(yù)靶點(diǎn)。通過(guò)使用DR5-12D來(lái)穩(wěn)定NKA膜表達(dá)，我們觀察到其具有顯著的鎮(zhèn)痛效果。因此，從源頭抑制和阻斷P2X3R依賴的Ca2+內(nèi)流可以作為一種有效的治療策略來(lái)阻斷疼痛感知。之前的研究表明，NKAα1 在腦內(nèi)具有抗炎作用；同樣地，在本次研究中，我們發(fā)現(xiàn)NKAα1能夠?qū)寡装Y引起的BCP，這表明NKAα1是神經(jīng)免疫中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。本研究進(jìn)一步闡明NKAα1不僅是一種離子泵，還是一種關(guān)鍵的細(xì)胞保護(hù)蛋白。

圖二 TCI通過(guò)破壞NKAα1–P2X3R相互作用促進(jìn)Ca2?內(nèi)流和膠質(zhì)激活從而誘發(fā)骨癌痛

文章鏈接

• Na+/K+-ATPase Modulates Purinergic P2X3 Receptor Function to Drive Bone Cancer Pain，https://doi.org/10.34133/research.0932

• Disruption of the Na+/K+-ATPase-purinergic P2X7 receptor complex in microglia promotes stress-induced anxiety，https://www.cell.com/immunity/abstract/S1074-7613(24)00044-X

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