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导 读 

神经病理性疼痛是由神经系统损伤或功能异常介导的难治性慢性疼痛，全球患病率达7-10%，临床以自发性疼痛、痛觉过敏、痛觉超敏为核心表现，严重损害患者生活质量。目前临床一线用药（抗癫痫药、抗抑郁药等）普遍疗效有限、不良反应突出，亟需挖掘新型治疗靶点与干预策略。

近日，宁波大学与宁波市第二医院联合团队在《Journal of Neuroinflammation》发表研究“Inhibition of histone deacetylase 6 alleviates neuropathic pain via direct regulating posttranslation of spinal STAT3 and decreasing downstream C-C Motif Chemokine Ligand 7 synthesis”，以保留神经损伤（SNI）小鼠模型为核心，系统揭示了选择性HDAC6抑制剂ACY-1215通过调控脊髓STAT3翻译后修饰平衡、抑制下游CCL7介导的神经炎症，从而缓解神经病理性疼痛的完整机制。该研究首次明确了神经系统内HDAC6/STAT3/CCL7信号轴的疼痛调控功能，为HDAC6抑制剂向疼痛适应症的临床转化提供了坚实的实验依据。

一、临床痛点与待解科学问题

组蛋白去乙酰化酶（HDAC）是表观遗传调控的核心分子，除组蛋白外，还可修饰微管蛋白、STAT3等非组蛋白底物，参与肿瘤、炎症、神经疾病等多种病理过程。其中Ⅱ类HDAC家族成员HDAC6特异性靶向非组蛋白底物，已有研究证实其抑制剂可缓解神经损伤与炎症诱导的疼痛，且可透过血脑屏障，但具体作用机制尚未完全阐明。

STAT3是调控神经炎症与疼痛敏化的关键转录因子，其激活依赖Tyr705位点磷酸化，进而发生核转位并启动下游促炎基因转录。既往研究多聚焦胶质细胞STAT3的作用，且仅发现HDAC抑制剂可影响STAT3的mRNA水平；神经系统内HDAC6与STAT3是否存在直接互作、是否通过翻译后修饰调控STAT3活性、其下游关键效应分子是什么，均是领域内尚未解决的核心问题。此研究围绕上述科学问题，从动物行为、组织定位、蛋白互作、细胞验证、分子筛选多个层面展开系统研究。

二、核心研究结果

1.ACY-1215显著缓解SNI模型小鼠的神经病理性疼痛

研究首先构建SNI神经病理性疼痛小鼠模型，术后第1天起连续14天腹腔注射选择性HDAC6抑制剂ACY-1215（20mg/kg/天，该剂量按体重换算与人体临床试验剂量范围一致），并动态检测机械痛阈值。如图1所示，雌雄两性SNI小鼠均出现稳定的机械性痛觉超敏与痛觉过敏；ACY-1215给药后从术后第7天开始显著提升疼痛阈值，至第13天药效趋于稳定，在雌雄小鼠中均表现出明确的镇痛效果。

图1 HDAC6抑制剂ACY-1215缓解SNI模型小鼠的机械性疼痛

2.ACY-1215调控脊髓STAT3翻译后修饰平衡

为探究镇痛效应的分子机制，研究检测了小鼠L4-L6腰段脊髓内STAT3的修饰状态。如图2所示，SNI术后脊髓内Tyr705位点磷酸化STAT3（p-STAT3）水平显著升高，Lys685位点乙酰化STAT3（Ac-STAT3）无明显变化；ACY-1215处理后，p-STAT3表达显著下调，Ac-STAT3水平明显上调，总STAT3蛋白量无改变。

同时研究证实，ACY-1215不影响HDAC6本身的表达水平，但可显著升高HDAC6经典底物乙酰化α-微管蛋白（Ac-α-Tubulin）的水平，证实药物有效抑制了HDAC6的去乙酰化酶活性。脊髓背角免疫荧光染色结果与蛋白印迹结论完全一致。

图2 ACY-1215上调SNI小鼠脊髓STAT3乙酰化水平、降低其磷酸化水平

3.细胞定位：HDAC6与p-STAT3主要表达于脊髓背角伤害性神经元

研究通过免疫荧光双标染色明确HDAC6与p-STAT3的细胞分布，如图3所示，在SNI小鼠脊髓背角中，HDAC6与p-STAT3均主要与神经元标志物NeuN共定位（HDAC6神经元阳性率43%，p-STAT3神经元阳性率54%），仅少量表达于星形胶质细胞与小胶质细胞。进一步分析发现，二者均与脊髓Ⅰ-Ⅱ板层的非肽能伤害性神经元标志物IB4、肽能伤害性神经元标志物CGRP存在共定位，证实其表达于直接参与伤害性信号传导的背角神经元中。

图3 HDAC6与p-STAT3主要定位于脊髓背角神经元

4.神经病理性疼痛特异性促进p-STAT3发生核转位

STAT3作为转录因子，需转位至细胞核才能发挥基因调控功能。研究通过亚细胞组分分离实验验证不同修饰形式STAT3的核定位差异。如图4所示，SNI术后脊髓细胞核内p-STAT3水平显著升高，胞质内p-STAT3无明显变化；而Ac-STAT3在细胞核内仅维持极低水平，且SNI术后无明显升高。该结果提示：STAT3的磷酸化修饰促进其核转位与转录激活，而乙酰化修饰可能阻碍其入核过程。

图4 神经病理性疼痛增强p-STAT3的核转位

5.疼痛状态下HDAC6与STAT3直接结合增强，ACY-1215可阻断该互作

为验证HDAC6是否直接调控STAT3，研究通过免疫共沉淀（Co-IP）检测二者的体内结合情况。如图5所示，SNI术后脊髓内HDAC6与STAT3的相互作用显著增强；给予ACY-1215后，二者的结合水平回落，同时STAT3乙酰化水平升高。该结果直接证实：病理状态下HDAC6与STAT3结合增强，介导STAT3去乙酰化并促进其激活；抑制HDAC6可阻断二者互作，逆转STAT3的异常活化。

图5 神经病理性疼痛增强HDAC6-STAT3相互作用，ACY-1215可逆转该效应

6.神经元STAT3过表达足以诱发痛觉过敏，ACY-1215可逆转该效应

既往研究多关注胶质细胞STAT3，本研究进一步验证神经元STAT3的功能。研究采用神经元特异性启动子hSyn驱动的AAV病毒，鞘内注射实现脊髓神经元STAT3特异性过表达。如图6所示，神经元STAT3过表达即可诱导小鼠出现机械性痛觉过敏，同时升高脊髓内p-STAT3水平，上调TNF-α、IL-1β等促炎因子的表达；给予ACY-1215后，可显著提升Ac-STAT3水平、降低p-STAT3/Ac-STAT3比值，并逆转痛觉过敏与促炎因子升高的表型。

图6 神经元STAT3过表达诱发痛觉过敏与促炎反应，ACY-1215可逆转该效应

7.趋化因子筛选：CCL7是HDAC6/STAT3轴的关键下游效应分子

为明确STAT3下游介导疼痛的关键效应分子，研究采用多重细胞因子芯片，对比假手术组、SNI组、SNI+ACY-1215组小鼠脊髓内27种细胞因子与趋化因子的表达水平。如图7所示，SNI术后IL-1β、IL-6、TNF-α、CCL7、CXCL13共5种分子显著上调，且均可被ACY-1215抑制；其中趋化因子CCL7的升高幅度最为显著，且其上调可被ACY-1215完全阻断，提示CCL7是HDAC6/STAT3轴最核心的下游效应分子。

图7 ACY-1215逆转SNI诱导的趋化因子CCL7与CXCL13表达上调

8.体外验证：HDAC6-STAT3轴直接调控神经元CCL7生成

研究在小鼠海马神经元细胞系HT22中开展体外验证，明确分子调控的上下游关系：如图8所示，敲低HDAC6可显著降低细胞内p-STAT3水平、升高Ac-STAT3水平，同时减少CCL7的生成；无论是否加入STAT3激活剂IL-6，该调控效应均稳定存在。反之，敲低STAT3可显著减少CCL7生成，但不影响HDAC6的表达水平。上述结果明确了信号轴的上下游关系：HDAC6是上游调控因子，通过修饰STAT3的翻译后状态调控其活性，最终介导下游CCL7的合成。

图8 体外验证HDAC6/STAT3轴对CCL7的调控作用

9.在体验证：ACY-1215抑制SNI诱导的脊髓CCL7与促炎因子升高

研究通过蛋白印迹与ELISA两种方法，再次在体验证ACY-1215对下游效应分子的调控作用。如图9所示，SNI术后小鼠脊髓内p-STAT3、CCL7、TNF-α、IL-1β水平均显著升高；ACY-1215给药可全面逆转上述分子的异常上调，从在体层面证实了ACY-1215对STAT3激活及其下游促炎信号的抑制效应。

图9 ACY-1215抑制SNI术后小鼠脊髓内CCL7与促炎因子的生成

三 核心机制总结

研究最终提出了HDAC6调控神经病理性疼痛的完整信号轴，机制如图10所示：

· 病理状态：神经损伤后，脊髓内HDAC6与STAT3结合增强，介导STAT3去乙酰化，促进其磷酸化激活与核转位，进而启动下游CCL7、TNF-α、IL-1β等促炎介质的转录，加剧神经炎症与疼痛敏化。

· 药物干预：HDAC6抑制剂ACY-1215可阻断HDAC6与STAT3的相互作用，提升STAT3乙酰化水平、降低其磷酸化水平，抑制STAT3核转位与促炎转录功能，减少下游炎症介质释放，最终缓解神经病理性疼痛。

图10 HDAC6/STAT3信号调控神经病理性疼痛的机制示意图

研究创新点与临床意义

· 机制创新：首次证实神经系统内HDAC6与STAT3的直接互作，明确了“乙酰化-磷酸化修饰平衡”的全新调控模式，补充了STAT3激活调控的表观遗传机制。

· 细胞层面拓展：揭示了神经元STAT3在疼痛发生中的直接作用，完善了既往仅聚焦胶质细胞STAT3的认知。

· 转化价值明确：ACY-1215（Ricolinostat）已在淋巴瘤临床试验中证实良好的生物安全性，且可透过血脑屏障；本研究为其拓展至神经病理性疼痛、尤其是肿瘤相关神经痛的临床应用提供了核心理论支撑。

同时研究也指出，目前结论仅基于SNI单模型验证，后续需在化疗痛、糖尿病痛、癌痛等更多疼痛模型中验证效应，且长期抑制HDAC6的神经系统安全性仍需进一步评估。

END