NF-κB：炎性痛與脊髓炎癥因子表達調(diào)控的關(guān)鍵紐帶一、引言1.1研究背景疼痛是一種復(fù)雜的生理和心理體驗，對人類的健康和生活質(zhì)量產(chǎn)生著深遠(yuǎn)的影響。炎性痛作為疼痛的一種重要類型，是由組織損傷或炎癥引起的，通常伴隨著紅腫、熱痛等癥狀，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。炎性痛不僅會導(dǎo)致患者身體上的不適，還會引發(fā)一系列的心理問題，如焦慮、抑郁等，給患者的身心健康帶來雙重打擊。此外，炎性痛的治療難度較大，目前的治療方法往往存在一定的局限性，如藥物治療可能會帶來副作用，手術(shù)治療可能會有風(fēng)險等。因此，深入研究炎性痛的發(fā)病機制，尋找更加有效的治療方法，具有重要的臨床意義。近年來，隨著對炎性痛發(fā)病機制的深入研究，發(fā)現(xiàn)核轉(zhuǎn)錄因子-κB（NF-κB）在炎性痛的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。NF-κB是一種廣泛存在于細(xì)胞中的轉(zhuǎn)錄因子，它可以調(diào)節(jié)多種基因的表達，參與細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答、細(xì)胞凋亡等多種生物學(xué)過程。在炎性痛的發(fā)生過程中，NF-κB被激活后，會進入細(xì)胞核內(nèi)，與相關(guān)基因的啟動子區(qū)域結(jié)合，從而啟動炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和表達，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等。這些炎癥因子會進一步加劇炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致疼痛的產(chǎn)生和加重。因此，抑制NF-κB的活性，可能是治療炎性痛的一種有效策略。1.2研究目的本研究旨在深入探究NF-κB在炎性痛發(fā)生發(fā)展過程中對脊髓炎癥因子表達的調(diào)節(jié)機制，具體包括以下幾個方面：一是明確在炎性痛模型中，NF-κB的激活狀態(tài)及其時空變化規(guī)律，以及這種變化與疼痛行為學(xué)指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)；二是分析NF-κB激活后，如何通過調(diào)控相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄和表達，影響脊髓中炎癥因子如TNF-α、IL-1β、IL-6等的水平；三是通過實驗干預(yù)手段，如使用NF-κB抑制劑或激活劑，觀察其對炎性痛癥狀和脊髓炎癥因子表達的影響，從而為炎性痛的治療提供新的理論依據(jù)和潛在的治療靶點。1.3研究意義本研究聚焦于NF-κB對炎性痛及其脊髓炎癥因子表達的調(diào)節(jié)，具有重要的理論與實際意義，能為炎性痛領(lǐng)域的發(fā)展注入新的活力。從理論層面而言，當(dāng)前對炎性痛發(fā)病機制的理解雖有進展，但仍存在諸多未知。本研究深入探究NF-κB在炎性痛中的作用機制，有助于完善炎性痛的發(fā)病理論體系。通過明確NF-κB在炎性痛模型中的激活狀態(tài)及時空變化規(guī)律，以及其與疼痛行為學(xué)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)，能為炎性痛的病理生理過程提供更精確的解釋。揭示NF-κB對脊髓中TNF-α、IL-1β、IL-6等炎癥因子表達的調(diào)控機制，能拓展對炎癥反應(yīng)在炎性痛中作用的認(rèn)識，填補相關(guān)理論空白，為后續(xù)研究提供堅實的理論基礎(chǔ)，推動炎性痛領(lǐng)域的學(xué)術(shù)發(fā)展。在臨床應(yīng)用方面，炎性痛嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量，現(xiàn)有治療手段存在局限性，如藥物治療的副作用和手術(shù)治療的風(fēng)險等。本研究成果有望為炎性痛的治療開辟新路徑。若能明確NF-κB作為治療靶點的有效性，開發(fā)以NF-κB為靶向的治療方法，將為炎性痛患者提供更精準(zhǔn)、有效的治療選擇，減輕患者痛苦。針對NF-κB設(shè)計特異性抑制劑，可能更有效地抑制炎癥反應(yīng)，緩解疼痛癥狀，同時減少傳統(tǒng)藥物的副作用，提高患者的治療依從性和生活質(zhì)量，具有重要的臨床應(yīng)用價值和社會意義。二、NF-κB概述2.1NF-κB的結(jié)構(gòu)與組成NF-κB是一個轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，在哺乳動物中包含5種成員，分別為RelA（p65）、RelB、c-Rel、p50（NF-κB1）和p52（NF-κB2）。這些成員的N端都具有高度保守的Rel同源區(qū)（Relhomologyregion，RHR），RHR由N端結(jié)構(gòu)域（N-terminaldomain，NTD）和C端結(jié)構(gòu)域（C-terminaldomain，CTD）連接構(gòu)成。其中，CTD上存在一個核定位區(qū)域（nuclear-localizationsequence，NLS），該區(qū)域在NF-κB的功能發(fā)揮中起著關(guān)鍵作用，它負(fù)責(zé)與DNA結(jié)合，使NF-κB能夠準(zhǔn)確地識別并結(jié)合到靶基因的特定序列上；同時，NLS也參與二聚體化過程，不同的NF-κB成員通過NLS相互作用形成同源或異源二聚體，這種二聚體結(jié)構(gòu)是NF-κB發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控功能的基礎(chǔ)；此外，NLS還介導(dǎo)NF-κB的核易位，當(dāng)NF-κB被激活后，通過NLS的作用從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)，從而啟動基因的轉(zhuǎn)錄過程。在這5種成員中，RelA（p65）、c-Rel和RelB的C端還存在反式激活結(jié)構(gòu)域（transactivationdomain，TD）。TD對于激活目標(biāo)基因至關(guān)重要，當(dāng)NF-κB二聚體進入細(xì)胞核后，TD能夠與其他轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子相互作用，促進RNA聚合酶與基因啟動子區(qū)域的結(jié)合，從而啟動基因的轉(zhuǎn)錄，使相關(guān)基因得以表達。而p50和p52則只有RHR而缺乏TD，這一結(jié)構(gòu)特點決定了p50和p52同源二聚體并不能激活基因轉(zhuǎn)錄。相反，它們在細(xì)胞內(nèi)通常以其前體p105和p100的形式存在，并且作為一種抑制分子發(fā)揮作用。當(dāng)細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時，p105和p100與其他NF-κB成員結(jié)合，抑制NF-κB的活性，防止其過度激活導(dǎo)致基因的異常表達。在受到特定信號刺激時，p105和p100會發(fā)生加工剪切，產(chǎn)生具有活性的p50和p52，它們可以與其他含有TD的NF-κB成員形成異源二聚體，進而發(fā)揮轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。NF-κB發(fā)揮功能的一個重要方式是通過兩個亞基形成同源和/或異源二聚體。這些二聚體能夠與靶基因上10bp特定的序列（-κB位點）結(jié)合，從而調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄。不同的NF-κB二聚體在選擇結(jié)合序列時存在一定差異，這使得NF-κB可以通過形成不同的二聚體形式，對不同基因的表達進行精細(xì)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)細(xì)胞在不同生理和病理狀態(tài)下的需求。在眾多的NF-κB二聚體中，最常見的是RelA（p65）與p50組成的異二聚體。這種異二聚體在細(xì)胞的炎癥反應(yīng)、免疫應(yīng)答等過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，例如在炎性痛的發(fā)生發(fā)展過程中，RelA（p65）/p50異二聚體被激活后，會進入細(xì)胞核與相關(guān)炎癥因子基因的-κB位點結(jié)合，啟動炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和表達，從而導(dǎo)致疼痛的產(chǎn)生和加重。2.2NF-κB的激活途徑2.2.1經(jīng)典激活途徑NF-κB的經(jīng)典激活途徑在細(xì)胞對多種外界刺激的響應(yīng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在正常生理狀態(tài)下，NF-κB二聚體（如常見的RelA（p65）/p50異二聚體）與抑制蛋白IκB結(jié)合，形成NF-κB?IκB復(fù)合物，被錨定在細(xì)胞質(zhì)中，處于無活性狀態(tài)。這是因為IκB通過其C末端特定的錨蛋白重復(fù)序列與NF-κB緊密結(jié)合，并覆蓋NF-κB的核定位序列（NLS），從而阻止NF-κB向細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)移，抑制其轉(zhuǎn)錄激活功能。當(dāng)細(xì)胞受到如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、脂多糖（LPS）等多種細(xì)胞外信號刺激時，細(xì)胞膜表面的相應(yīng)受體（如TNFR、IL-1R、TLR等）會被激活。以TNF-α與TNFR1結(jié)合為例，二者結(jié)合后，TNFR1會發(fā)生多聚化，并與細(xì)胞質(zhì)中的接頭蛋白TRADD分子發(fā)生相互作用。TRADD進而招募TRAF2/5和激酶RIP，形成一個信號復(fù)合物。RIP將信號進一步傳遞給IκB激酶（IKK）復(fù)合物，IKK復(fù)合物是由IKKα、IKKβ和NEMO（也稱為IKKγ）三個亞基組成。在這個過程中，TRAF2/5會招募泛素連接酶cIAP1和cIAP2，cIAP1/2蛋白促進自身泛素化以及其他下游信號蛋白的泛素化，這些cIAP生成的多泛素化鏈用作LUBAC以及TAK/TAB和NEMO/IKK復(fù)合物的招募平臺，并線性泛素化NEMO，促進IKK復(fù)合物的活化?；罨蟮腎KK復(fù)合物具有激酶活性，能夠?qū)κB亞基調(diào)節(jié)位點的絲氨酸磷酸化。具體來說，IKKβ在其中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它能使IκBα的Ser32和Ser36殘基磷酸化。磷酸化后的IκBα構(gòu)象發(fā)生改變，與NF-κB的親和力下降，同時被泛素連接酶識別，進行泛素化修飾。泛素化修飾后的IκBα被蛋白酶體識別并降解，從而釋放出NF-κB二聚體。此時，NF-κB的核定位序列（NLS）暴露，在輸入蛋白（importin）的協(xié)助下，NF-κB二聚體迅速從細(xì)胞質(zhì)進入細(xì)胞核內(nèi)。進入細(xì)胞核的NF-κB二聚體與核內(nèi)DNA上的特異序列（-κB位點）相結(jié)合，招募RNA聚合酶以及其他轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子，啟動或增強相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄過程。例如，在炎性痛的發(fā)生過程中，激活的NF-κB會與炎癥因子如TNF-α、IL-1β、IL-6等基因的-κB位點結(jié)合，促進這些炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和表達，從而引發(fā)炎癥反應(yīng)和疼痛信號的傳遞。此外，NF-κB激活后，還會啟動一個負(fù)反饋調(diào)節(jié)機制。NF-κB會激活I(lǐng)κBα基因的表達，新合成的IκBα?xí)M入細(xì)胞核，與NF-κB二聚體結(jié)合，將其重新轉(zhuǎn)運回細(xì)胞質(zhì)中，抑制NF-κB的活性，使細(xì)胞恢復(fù)到靜息狀態(tài)。這種負(fù)反饋調(diào)節(jié)機制能夠避免NF-κB過度激活，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。2.2.2非經(jīng)典激活途徑NF-κB的非經(jīng)典激活途徑相對較為特異，主要由特定的刺激所觸發(fā)，在細(xì)胞的發(fā)育、免疫調(diào)節(jié)等過程中發(fā)揮著獨特的作用。非經(jīng)典激活途徑主要由TNF受體家族成員（如LTβR、CD40、CD27、CD30、BAFF-R、RANK等）介導(dǎo)。這些受體在接收到相應(yīng)的配體刺激后，會通過特定的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機制激活NF-κB誘導(dǎo)激酶（NIK）。以LTβR與相應(yīng)配體結(jié)合為例，二者結(jié)合后，會招募TRAF2和TRAF3等接頭蛋白，形成信號復(fù)合物。在正常情況下，TRAF3與NIK結(jié)合，使NIK處于低水平表達和無活性狀態(tài)。當(dāng)受到刺激時，TRAF3會被泛素化修飾并降解，從而解除對NIK的抑制，導(dǎo)致NIK蛋白積累并激活。激活后的NIK作為一種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，能夠在Ser176位置磷酸化IκB激酶α（IKKα）。磷酸化后的IKKα形成同源二聚體，獲得激酶活性?；罨腎KKα?xí)饔糜趐100，p100是p52的前體蛋白，同時也具有IκB樣的功能，其C末端含有錨蛋白重復(fù)序列，可與RelB結(jié)合形成無活性的復(fù)合物。IKKα?xí)姿峄痯100的C端多個絲氨酸殘基。磷酸化后的p100被泛素連接酶識別，進行K48連接的多聚泛素化修飾。隨后，泛素化的p100被蛋白酶體部分降解，去除C末端的抑制結(jié)構(gòu)域，加工生成p52。p52隨即與RelB形成異源二聚體。與經(jīng)典途徑中RelA（p65）/p50異二聚體的快速、瞬時激活不同，p52/RelB異二聚體形成后相對穩(wěn)定，能夠持續(xù)激活相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄。p52/RelB異二聚體通過其核定位序列（NLS）進入細(xì)胞核，與靶基因啟動子區(qū)域的-κB位點結(jié)合，招募轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子，啟動基因轉(zhuǎn)錄。這些被激活轉(zhuǎn)錄的基因參與調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、免疫應(yīng)答等多種生物學(xué)過程。例如，在B細(xì)胞的發(fā)育和成熟過程中，CD40信號通路通過非經(jīng)典NF-κB途徑激活，調(diào)控一系列與B細(xì)胞功能相關(guān)基因的表達，影響B(tài)細(xì)胞的存活、增殖和抗體分泌。2.3NF-κB的生物學(xué)功能NF-κB作為一種關(guān)鍵的轉(zhuǎn)錄因子，在細(xì)胞的生命活動中扮演著舉足輕重的角色，廣泛參與免疫反應(yīng)、細(xì)胞增殖、凋亡等多個重要的生理過程。在免疫反應(yīng)過程中，NF-κB發(fā)揮著核心調(diào)控作用。當(dāng)機體受到病原體入侵時，模式識別受體（PRRs）如Toll樣受體（TLRs）、NOD樣受體（NLRs）等能夠識別病原體相關(guān)分子模式（PAMPs），進而激活NF-κB信號通路。激活后的NF-κB迅速進入細(xì)胞核，啟動一系列免疫相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄表達，如細(xì)胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-12等）、趨化因子（CXCL8、CCL2等）和黏附分子（ICAM-1、VCAM-1等）。這些免疫分子的產(chǎn)生有助于招募免疫細(xì)胞到感染部位，增強機體的免疫防御能力，抵御病原體的入侵。TNF-α可以激活巨噬細(xì)胞，增強其吞噬和殺傷病原體的能力；IL-12能夠促進T細(xì)胞和自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞）的活化和增殖，調(diào)節(jié)細(xì)胞免疫反應(yīng)；趨化因子則引導(dǎo)免疫細(xì)胞定向遷移到炎癥部位，參與免疫應(yīng)答的級聯(lián)反應(yīng)。在細(xì)菌感染時，LPS激活TLR4后，通過MyD88依賴的信號通路激活NF-κB，促使巨噬細(xì)胞分泌TNF-α、IL-1β等炎癥因子，引發(fā)炎癥反應(yīng)以清除細(xì)菌。NF-κB對細(xì)胞增殖也有著重要的調(diào)節(jié)作用。在正常生理狀態(tài)下，NF-κB參與細(xì)胞周期的調(diào)控，促進細(xì)胞從G1期向S期的轉(zhuǎn)變，從而推動細(xì)胞增殖。它可以通過激活CyclinD1、c-Myc等細(xì)胞周期相關(guān)基因的表達，調(diào)控細(xì)胞周期蛋白的合成和活性，影響細(xì)胞周期進程。CyclinD1與細(xì)胞周期蛋白依賴性激酶4（CDK4）或CDK6結(jié)合，形成復(fù)合物，促進視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白（Rb）的磷酸化，釋放轉(zhuǎn)錄因子E2F，進而啟動一系列與DNA合成和細(xì)胞增殖相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄，推動細(xì)胞進入S期。然而，當(dāng)NF-κB異常激活時，可能導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控，與腫瘤的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。在許多腫瘤細(xì)胞中，NF-κB處于持續(xù)激活狀態(tài)，持續(xù)刺激細(xì)胞生長，使腫瘤細(xì)胞不斷增殖。在乳腺癌細(xì)胞中，NF-κB的過度激活可上調(diào)CyclinD1和c-Myc的表達，促進癌細(xì)胞的增殖和存活。細(xì)胞凋亡是細(xì)胞程序性死亡的一種方式，對于維持組織穩(wěn)態(tài)和正常發(fā)育至關(guān)重要，NF-κB在其中發(fā)揮著雙向調(diào)節(jié)作用。在某些情況下，NF-κB的激活可以抑制細(xì)胞凋亡，促進細(xì)胞存活。它通過誘導(dǎo)抗凋亡基因的表達，如Bcl-2家族成員（Bcl-2、Bcl-XL、Mcl-1等）、凋亡抑制蛋白（IAPs）家族成員（cIAP1、cIAP2、XIAP等）以及腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子（TRAFs）等，來抑制細(xì)胞凋亡信號通路的激活。Bcl-2和Bcl-XL可以通過阻止線粒體膜電位的下降，抑制細(xì)胞色素c的釋放，從而阻斷caspase級聯(lián)反應(yīng)的激活，發(fā)揮抗凋亡作用；IAPs則可以直接抑制caspase的活性，阻止細(xì)胞凋亡的發(fā)生。在受到生長因子或細(xì)胞因子刺激時，NF-κB被激活，上調(diào)抗凋亡基因的表達，保護細(xì)胞免受凋亡信號的誘導(dǎo)。然而，在另一些情況下，NF-κB也可以促進細(xì)胞凋亡。當(dāng)細(xì)胞受到嚴(yán)重?fù)p傷或處于某些特定的微環(huán)境中時，NF-κB可能會誘導(dǎo)促凋亡基因的表達，如FasL、TRAIL等，從而啟動細(xì)胞凋亡程序。FasL與靶細(xì)胞表面的Fas受體結(jié)合，激活caspase-8，進而引發(fā)caspase級聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡；TRAIL也可以通過與相應(yīng)的死亡受體結(jié)合，激活凋亡信號通路。在腫瘤細(xì)胞中，當(dāng)受到化療藥物或放療的刺激時，NF-κB可能會根據(jù)細(xì)胞的具體情況，調(diào)節(jié)抗凋亡和促凋亡基因的表達平衡，影響腫瘤細(xì)胞對治療的敏感性。三、炎性痛與脊髓炎癥因子概述3.1炎性痛的定義與分類炎性痛是一種由炎癥引發(fā)的疼痛，它是機體受到各種致炎因素刺激后，產(chǎn)生的一種復(fù)雜的疼痛反應(yīng)。當(dāng)機體組織受到損傷或感染時，免疫系統(tǒng)會迅速啟動防御機制，引發(fā)炎癥反應(yīng)。在這個過程中，炎癥細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等會被激活，釋放出多種炎性介質(zhì)，如前列腺素、緩激肽、組胺、5-羥色胺等。這些炎性介質(zhì)會作用于周圍神經(jīng)末梢，使其敏感性增加，從而產(chǎn)生疼痛感覺。炎性痛的發(fā)生不僅與炎癥本身有關(guān)，還涉及到神經(jīng)傳導(dǎo)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)等多個環(huán)節(jié)。根據(jù)炎癥持續(xù)的時間和疼痛的特點，炎性痛可分為急性炎性痛和慢性炎性痛。急性炎性痛通常是在炎癥發(fā)生后的短時間內(nèi)出現(xiàn)，一般持續(xù)時間較短，從數(shù)小時到數(shù)天不等。它是機體對炎癥刺激的一種快速防御反應(yīng)，疼痛程度相對較輕，常伴有局部組織的紅腫、熱痛等典型炎癥表現(xiàn)。當(dāng)機體受到細(xì)菌感染引起局部炎癥時，短時間內(nèi)會出現(xiàn)局部的疼痛、紅腫，患者能明顯感覺到疼痛的發(fā)作和加劇，這種疼痛往往隨著炎癥的控制和組織的修復(fù)而逐漸緩解。急性膽囊炎發(fā)作時，患者會突然出現(xiàn)右上腹的脹痛或陣發(fā)性絞痛，疼痛較為劇烈，可放射至右側(cè)肩部或背部，同時伴有惡心、嘔吐等癥狀。但經(jīng)過及時的治療，如使用抗生素控制感染、采取手術(shù)切除膽囊等措施，炎癥得到控制后，疼痛會在較短時間內(nèi)減輕直至消失。慢性炎性痛則是指炎癥持續(xù)存在，疼痛持續(xù)時間超過3個月以上。它的疼痛程度往往較為嚴(yán)重，且持續(xù)時間長，對患者的生活質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。慢性炎性痛的發(fā)生機制更為復(fù)雜，除了炎癥持續(xù)刺激導(dǎo)致周圍神經(jīng)末梢敏感性改變外，還涉及到中樞神經(jīng)系統(tǒng)的可塑性變化，如脊髓背角神經(jīng)元的敏化、神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)的失衡等。類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎是一種常見的慢性炎癥性疾病，會導(dǎo)致關(guān)節(jié)的慢性疼痛、腫脹、僵硬和功能障礙?；颊叩奶弁窗Y狀往往持續(xù)存在，隨著病情的進展，關(guān)節(jié)損傷逐漸加重，疼痛也會愈發(fā)劇烈，嚴(yán)重影響患者的日常生活，如行走、握物等基本動作都會受到限制。慢性炎性痛還可能伴有心理問題，如焦慮、抑郁等，進一步降低患者的生活質(zhì)量。3.2脊髓在炎性痛中的作用脊髓作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的重要組成部分，在炎性痛的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵角色，是痛覺信號傳導(dǎo)和整合的核心部位。正常情況下，外周傷害性感受器受到刺激后，會產(chǎn)生神經(jīng)沖動，這些沖動通過初級傳入神經(jīng)纖維（主要是Aδ纖維和C纖維）傳導(dǎo)至脊髓背角。脊髓背角由多種神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞組成，結(jié)構(gòu)和功能復(fù)雜，是痛覺信息進入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的第一站。在這里，初級傳入神經(jīng)元與脊髓背角神經(jīng)元形成突觸連接，將痛覺信號傳遞給脊髓背角神經(jīng)元。脊髓背角神經(jīng)元對痛覺信號進行初步的整合和調(diào)制，然后將處理后的信號繼續(xù)向上傳遞至腦內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)，如丘腦、大腦皮層等，最終產(chǎn)生痛覺感知。在炎癥狀態(tài)下，脊髓內(nèi)的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞會發(fā)生一系列復(fù)雜的變化，共同參與痛覺敏化的過程。神經(jīng)元方面，炎癥刺激會導(dǎo)致脊髓背角神經(jīng)元的興奮性升高，這一現(xiàn)象被稱為神經(jīng)元敏化。神經(jīng)元敏化的機制涉及多個方面，包括離子通道功能的改變、神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)的釋放異常以及細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活等。炎癥刺激會使脊髓背角神經(jīng)元細(xì)胞膜上的電壓門控鈉離子通道和鈣離子通道的表達和功能發(fā)生改變，導(dǎo)致神經(jīng)元的興奮性閾值降低，更容易產(chǎn)生動作電位。炎癥還會促使初級傳入神經(jīng)元釋放更多的神經(jīng)遞質(zhì)，如谷氨酸、P物質(zhì)等。谷氨酸與脊髓背角神經(jīng)元上的AMPA受體和NMDA受體結(jié)合，使神經(jīng)元去極化，產(chǎn)生興奮性突觸后電位；P物質(zhì)則與神經(jīng)激肽1受體（NK1R）結(jié)合，進一步增強神經(jīng)元的興奮性。這些神經(jīng)遞質(zhì)的釋放增加會導(dǎo)致脊髓背角神經(jīng)元的興奮性持續(xù)升高，從而使痛覺信號得到放大。此外，細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的激活也是神經(jīng)元敏化的重要機制。炎癥刺激會激活脊髓背角神經(jīng)元內(nèi)的絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路、蛋白激酶C（PKC）信號通路等，這些信號通路的激活會導(dǎo)致神經(jīng)元內(nèi)的基因表達發(fā)生改變，進而影響神經(jīng)元的功能，增強其對痛覺信號的傳遞和處理能力。膠質(zhì)細(xì)胞在炎性痛中的作用也不容忽視，脊髓內(nèi)的膠質(zhì)細(xì)胞主要包括小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞。在正常生理狀態(tài)下，膠質(zhì)細(xì)胞處于相對靜止的狀態(tài)，主要發(fā)揮支持、營養(yǎng)和保護神經(jīng)元的作用。然而，當(dāng)機體發(fā)生炎癥時，脊髓內(nèi)的膠質(zhì)細(xì)胞會被迅速激活。小膠質(zhì)細(xì)胞被激活后，形態(tài)會發(fā)生改變，從靜息狀態(tài)的分支狀轉(zhuǎn)變?yōu)榘⒚装蜆?，同時表達多種炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子，如TNF-α、IL-1β、IL-6、一氧化氮（NO）等。這些炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子可以通過旁分泌和自分泌的方式作用于周圍的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，進一步加劇炎癥反應(yīng)和痛覺敏化。TNF-α可以作用于神經(jīng)元細(xì)胞膜上的TNFR1受體，激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，導(dǎo)致神經(jīng)元的興奮性升高；IL-1β可以促進神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)，增強神經(jīng)元之間的突觸傳遞效率；NO則可以通過擴散作用于周圍的細(xì)胞，調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能，促進痛覺敏化。星形膠質(zhì)細(xì)胞被激活后，會增生肥大，表達多種轉(zhuǎn)運體和受體，如谷氨酸轉(zhuǎn)運體、嘌呤能受體等。星形膠質(zhì)細(xì)胞可以攝取和代謝神經(jīng)元釋放的谷氨酸，維持細(xì)胞外谷氨酸的穩(wěn)態(tài)。然而，在炎癥狀態(tài)下，星形膠質(zhì)細(xì)胞的谷氨酸轉(zhuǎn)運體功能可能會受到抑制，導(dǎo)致細(xì)胞外谷氨酸濃度升高，過度激活神經(jīng)元上的谷氨酸受體，從而加重神經(jīng)元的興奮性毒性和痛覺敏化。星形膠質(zhì)細(xì)胞還可以釋放多種細(xì)胞因子和神經(jīng)活性物質(zhì)，如腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）、前列腺素E2（PGE2）等，這些物質(zhì)可以調(diào)節(jié)神經(jīng)元的功能，參與痛覺敏化的過程。BDNF可以與神經(jīng)元上的TrkB受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，促進神經(jīng)元的存活和生長，同時也可以增強神經(jīng)元的興奮性；PGE2則可以通過作用于神經(jīng)元上的前列腺素受體，調(diào)節(jié)神經(jīng)元的離子通道功能，增加神經(jīng)元的興奮性。神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞之間還存在著復(fù)雜的相互作用，共同促進炎性痛的發(fā)展。神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)可以激活膠質(zhì)細(xì)胞，而膠質(zhì)細(xì)胞釋放的炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子又可以反過來影響神經(jīng)元的功能。神經(jīng)元釋放的ATP可以與膠質(zhì)細(xì)胞上的P2X7受體結(jié)合，激活小膠質(zhì)細(xì)胞；小膠質(zhì)細(xì)胞釋放的TNF-α又可以作用于神經(jīng)元，增強神經(jīng)元的興奮性。這種神經(jīng)元與膠質(zhì)細(xì)胞之間的相互作用形成了一個正反饋環(huán)路，使得炎癥反應(yīng)和痛覺敏化不斷加劇。3.3脊髓炎癥因子與炎性痛的關(guān)系3.3.1促炎因子的作用促炎因子在炎性痛的發(fā)生發(fā)展過程中扮演著至關(guān)重要的角色，它們的異常升高往往是炎性痛的重要標(biāo)志，且與疼痛的加劇和炎癥反應(yīng)的惡化密切相關(guān)。腫瘤壞死因子-α（TNF-α）作為一種典型的促炎因子，在炎性痛中起著核心作用。當(dāng)機體發(fā)生炎癥時，免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞等會被激活，大量釋放TNF-α。TNF-α可以通過多種途徑導(dǎo)致痛覺敏化，從而加重炎性痛。它可以直接作用于初級傳入神經(jīng)元，使神經(jīng)元細(xì)胞膜上的離子通道功能發(fā)生改變，增加神經(jīng)元的興奮性。TNF-α還能促進其他炎性介質(zhì)的釋放，如前列腺素E2（PGE2）、一氧化氮（NO）等，這些炎性介質(zhì)協(xié)同作用，進一步加劇炎癥反應(yīng)和痛覺敏化。在完全弗氏佐劑（CFA）誘導(dǎo)的炎性痛大鼠模型中，足底注射CFA后，大鼠炎癥足部的TNF-α水平顯著升高，同時出現(xiàn)明顯的機械性痛覺過敏和熱痛覺過敏。此時給予抗TNF-α抗體，可以有效減輕大鼠的疼痛行為，降低痛覺敏化程度。這表明TNF-α在炎性痛的發(fā)生發(fā)展中起到了關(guān)鍵的促進作用。白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）也是一種重要的促炎因子，在炎性痛的病理過程中發(fā)揮著重要作用。IL-1β主要由活化的巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞等產(chǎn)生，在炎癥狀態(tài)下，其表達水平會顯著上調(diào)。IL-1β可以通過多種機制參與痛覺敏化的過程。它可以直接激活脊髓背角神經(jīng)元，使其興奮性升高。IL-1β還能促進神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)的釋放，如P物質(zhì)、谷氨酸等，這些物質(zhì)可以增強神經(jīng)元之間的突觸傳遞，放大痛覺信號。IL-1β還可以誘導(dǎo)其他炎癥因子的產(chǎn)生，形成炎癥級聯(lián)反應(yīng)，進一步加重炎癥和疼痛。研究發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)損傷或炎癥刺激后，脊髓背角中的IL-1β表達迅速增加，并且與疼痛行為的出現(xiàn)和加重密切相關(guān)。通過鞘內(nèi)注射IL-1β受體拮抗劑，可以有效抑制IL-1β的作用，減輕疼痛癥狀。白細(xì)胞介素-6（IL-6）同樣在炎性痛中發(fā)揮著重要的促炎作用。IL-6是一種多效性細(xì)胞因子，在炎癥反應(yīng)中，多種細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞等都可以分泌IL-6。IL-6可以通過激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，調(diào)節(jié)神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞的功能，參與炎性痛的發(fā)生發(fā)展。在神經(jīng)元方面，IL-6可以促進神經(jīng)元的興奮性，使其對痛覺信號的敏感性增強。在膠質(zhì)細(xì)胞方面，IL-6可以激活小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞，促使它們釋放更多的炎性介質(zhì)和細(xì)胞因子，如TNF-α、IL-1β等，從而加劇炎癥反應(yīng)和痛覺敏化。在坐骨神經(jīng)損傷模型中，脊髓中的IL-6免疫反應(yīng)性明顯增加，并且與神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)展密切相關(guān)。給予抗IL-6抗體或使用IL-6基因敲除小鼠進行實驗，發(fā)現(xiàn)可以有效減輕疼痛行為，說明IL-6在神經(jīng)病理性疼痛和炎性痛中都起著重要的促進作用。3.3.2抗炎因子的作用抗炎因子在炎性痛的調(diào)節(jié)過程中發(fā)揮著不可或缺的作用，它們猶如免疫系統(tǒng)的“平衡器”，通過抑制炎癥反應(yīng)和痛覺敏化，維持機體的免疫平衡，減輕疼痛癥狀。白細(xì)胞介素-10（IL-10）是一種典型的抗炎因子，具有強大的免疫調(diào)節(jié)功能。IL-10主要由活化的T細(xì)胞、單核細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等產(chǎn)生，在炎癥反應(yīng)中，它可以抑制多種促炎因子的產(chǎn)生和釋放，如TNF-α、IL-1β、IL-6等，從而減輕炎癥反應(yīng)。IL-10還可以直接作用于神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，抑制它們的活化和功能改變，減少痛覺敏化的發(fā)生。在CFA誘導(dǎo)的炎性痛小鼠模型中，給予外源性IL-10可以顯著降低小鼠炎癥足部的TNF-α、IL-1β和IL-6水平，同時減輕小鼠的機械性痛覺過敏和熱痛覺過敏。進一步研究發(fā)現(xiàn)，IL-10可以通過抑制脊髓背角神經(jīng)元內(nèi)的絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路，降低神經(jīng)元的興奮性，從而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。這表明IL-10在炎性痛的調(diào)節(jié)中具有重要的抗炎和鎮(zhèn)痛作用。轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）也是一種重要的抗炎因子，在維持免疫平衡和抑制炎癥反應(yīng)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。TGF-β主要由活化的T細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等產(chǎn)生，它可以通過多種途徑抑制炎癥反應(yīng)。TGF-β可以抑制免疫細(xì)胞的活化和增殖，減少促炎因子的產(chǎn)生和釋放。TGF-β還可以促進抗炎因子的表達，如IL-10等，進一步增強其抗炎作用。在神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞方面，TGF-β可以抑制它們的活化和功能改變，減輕炎癥對神經(jīng)組織的損傷，從而緩解痛覺敏化。在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等慢性炎性痛疾病中，患者體內(nèi)的TGF-β水平往往較低，而給予外源性TGF-β或促進內(nèi)源性TGF-β的表達，可以有效減輕關(guān)節(jié)炎癥和疼痛癥狀。研究表明，TGF-β可以通過調(diào)節(jié)脊髓背角神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，抑制炎癥相關(guān)基因的表達，從而發(fā)揮抗炎和鎮(zhèn)痛作用。四、NF-κB對炎性痛的調(diào)節(jié)機制4.1NF-κB在炎性痛中的激活在炎性痛的發(fā)生發(fā)展過程中，NF-κB的激活扮演著關(guān)鍵角色，其激活狀態(tài)與炎性痛的進程密切相關(guān)。研究人員通過建立完全弗氏佐劑（CFA）誘導(dǎo)的炎性痛大鼠模型，對NF-κB在炎性痛中的激活情況進行了深入探究。在正常生理狀態(tài)下，脊髓和背根神經(jīng)節(jié)中的NF-κB處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，與抑制蛋白IκB緊密結(jié)合，以無活性的復(fù)合物形式存在于細(xì)胞質(zhì)中。然而，當(dāng)機體受到CFA等炎癥刺激后，情況發(fā)生了顯著變化。CFA是一種常用的炎癥誘導(dǎo)劑，它含有滅活的結(jié)核分枝桿菌和礦物油，能夠強烈刺激機體的免疫系統(tǒng)，引發(fā)局部和全身的炎癥反應(yīng)。在CFA誘導(dǎo)的炎性痛大鼠模型中，將CFA注射到大鼠的足底或其他部位后，炎癥反應(yīng)迅速啟動。炎癥局部的免疫細(xì)胞如巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞等被大量募集并激活，它們釋放出一系列炎性介質(zhì)，如TNF-α、IL-1β、IL-6等。這些炎性介質(zhì)作為信號分子，與周圍神經(jīng)末梢和脊髓背角神經(jīng)元表面的相應(yīng)受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，從而導(dǎo)致NF-κB的激活。具體而言，以TNF-α為例，它與神經(jīng)元表面的TNFR1受體結(jié)合后，引發(fā)受體的多聚化，并招募TRADD等接頭蛋白，形成信號復(fù)合物。該復(fù)合物進一步招募TRAF2/5和激酶RIP，激活I(lǐng)κB激酶（IKK）復(fù)合物。IKK復(fù)合物中的IKKβ亞基將IκBα的Ser32和Ser36位點磷酸化，使IκBα發(fā)生泛素化修飾并被蛋白酶體降解，從而釋放出NF-κB二聚體（如RelA（p65）/p50異二聚體）。釋放后的NF-κB二聚體迅速從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)，在細(xì)胞核中與相關(guān)基因啟動子區(qū)域的-κB位點結(jié)合，啟動基因轉(zhuǎn)錄過程。通過免疫組織化學(xué)、蛋白質(zhì)免疫印跡（Westernblot）等技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，在CFA注射后的數(shù)小時內(nèi)，脊髓背角和背根神經(jīng)節(jié)中的NF-κB就開始被激活，表現(xiàn)為RelA（p65）亞基的核轉(zhuǎn)位增加，即細(xì)胞核內(nèi)的RelA（p65）蛋白含量顯著升高。同時，NF-κB的DNA結(jié)合活性也明顯增強，這表明NF-κB已被成功激活并具備啟動基因轉(zhuǎn)錄的能力。這種激活狀態(tài)在炎癥刺激后的一段時間內(nèi)持續(xù)存在，并且隨著炎癥的發(fā)展和疼痛程度的加重，NF-κB的激活水平也逐漸升高。在CFA注射后的第3-7天，大鼠出現(xiàn)明顯的機械性痛覺過敏和熱痛覺過敏，此時脊髓和背根神經(jīng)節(jié)中NF-κB的激活水平也達到高峰。這一現(xiàn)象表明，NF-κB的激活與炎性痛的發(fā)展具有時間相關(guān)性，其激活可能是炎性痛發(fā)生發(fā)展的重要分子機制之一。4.2NF-κB調(diào)節(jié)炎性痛的分子機制4.2.1調(diào)控炎癥介質(zhì)的合成NF-κB在炎性痛發(fā)生過程中，對炎癥介質(zhì)的合成具有關(guān)鍵調(diào)控作用。當(dāng)NF-κB被激活后，會顯著上調(diào)環(huán)氧化酶-2（COX-2）和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）等基因的表達，進而增加前列腺素E2（PGE2）和一氧化氮（NO）等炎癥介質(zhì)的合成，最終導(dǎo)致痛覺敏化。在CFA誘導(dǎo)的炎性痛大鼠模型中，研究人員通過實時熒光定量PCR（qRT-PCR）和蛋白質(zhì)免疫印跡（Westernblot）技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，模型組大鼠脊髓背角中COX-2和iNOS的mRNA和蛋白表達水平均顯著升高。進一步研究發(fā)現(xiàn)，這種升高與NF-κB的激活密切相關(guān)。使用NF-κB抑制劑處理后，COX-2和iNOS的表達明顯受到抑制。COX-2是一種誘導(dǎo)型酶，在正常生理狀態(tài)下，其在組織中的表達水平較低。然而，當(dāng)細(xì)胞受到炎癥刺激時，NF-κB被激活，進入細(xì)胞核與COX-2基因啟動子區(qū)域的-κB位點結(jié)合，啟動COX-2基因的轉(zhuǎn)錄和表達。COX-2催化花生四烯酸轉(zhuǎn)化為前列腺素，其中PGE2是一種重要的炎癥介質(zhì)。PGE2可以通過多種途徑導(dǎo)致痛覺敏化，它能直接作用于初級傳入神經(jīng)元，使其細(xì)胞膜上的離子通道功能發(fā)生改變，增加神經(jīng)元的興奮性。PGE2還可以與周圍組織中的受體結(jié)合，引起血管擴張、通透性增加，導(dǎo)致局部組織水腫和炎癥細(xì)胞浸潤，進一步加劇炎癥反應(yīng)和疼痛。iNOS同樣受到NF-κB的調(diào)控。在炎癥狀態(tài)下，激活的NF-κB誘導(dǎo)iNOS基因的表達上調(diào)。iNOS催化L-精氨酸生成NO，NO是一種具有高度活性的氣體信號分子，在炎性痛中發(fā)揮著重要作用。NO可以通過擴散作用于周圍的細(xì)胞，調(diào)節(jié)細(xì)胞的功能。在神經(jīng)元方面，NO可以激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶（sGC），使細(xì)胞內(nèi)的環(huán)磷酸鳥苷（cGMP）水平升高，進而激活蛋白激酶G（PKG），導(dǎo)致神經(jīng)元的興奮性增加。NO還可以與超氧陰離子反應(yīng)生成過氧化亞硝基陰離子（ONOO-），ONOO-具有很強的氧化性，能夠損傷細(xì)胞的生物膜、蛋白質(zhì)和核酸等，導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙，進一步促進痛覺敏化。在炎癥組織中，NO還可以促進其他炎癥介質(zhì)的釋放，如細(xì)胞因子、趨化因子等，形成炎癥級聯(lián)反應(yīng)，加重炎癥和疼痛。4.2.2調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能NF-κB在炎性痛的發(fā)展進程中，對免疫細(xì)胞的功能起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)作用，尤其是巨噬細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞，通過影響這些免疫細(xì)胞的功能，間接對炎性痛產(chǎn)生影響。巨噬細(xì)胞作為免疫系統(tǒng)的重要成員，在炎性痛發(fā)生時，會迅速被激活并募集到炎癥部位。NF-κB在巨噬細(xì)胞的激活和功能發(fā)揮中扮演著核心角色。當(dāng)巨噬細(xì)胞受到炎癥刺激時，如細(xì)菌感染、組織損傷等，細(xì)胞表面的模式識別受體（PRRs）會識別病原體相關(guān)分子模式（PAMPs）或損傷相關(guān)分子模式（DAMPs），從而激活細(xì)胞內(nèi)的NF-κB信號通路。激活后的NF-κB進入細(xì)胞核，啟動一系列基因的轉(zhuǎn)錄表達，這些基因編碼的產(chǎn)物包括多種細(xì)胞因子、趨化因子和炎性介質(zhì)。巨噬細(xì)胞會分泌腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等促炎細(xì)胞因子。這些促炎細(xì)胞因子可以作用于周圍的神經(jīng)元和其他免疫細(xì)胞，導(dǎo)致神經(jīng)元的興奮性升高，促進炎性細(xì)胞浸潤，從而加重炎性痛。TNF-α可以直接作用于初級傳入神經(jīng)元，使其細(xì)胞膜上的離子通道功能改變，增加神經(jīng)元的興奮性；IL-1β能夠促進神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，增強神經(jīng)元之間的突觸傳遞，放大痛覺信號。巨噬細(xì)胞還會釋放趨化因子，如單核細(xì)胞趨化蛋白-1（MCP-1）等，吸引更多的免疫細(xì)胞到炎癥部位，進一步加劇炎癥反應(yīng)。T淋巴細(xì)胞在炎性痛中也發(fā)揮著重要作用，而NF-κB對T淋巴細(xì)胞的活化、增殖和功能調(diào)節(jié)具有重要影響。在炎性痛模型中，T淋巴細(xì)胞被激活后，NF-κB信號通路被啟動。NF-κB通過調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞表面受體的表達，影響T淋巴細(xì)胞的活化和增殖。它可以促進T淋巴細(xì)胞表面共刺激分子的表達，如CD28、CD80等，增強T淋巴細(xì)胞與抗原呈遞細(xì)胞之間的相互作用，促進T淋巴細(xì)胞的活化。NF-κB還可以調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞分泌細(xì)胞因子的種類和水平。在炎性痛中，T淋巴細(xì)胞會分泌Th1型細(xì)胞因子（如IFN-γ、IL-2等）和Th17型細(xì)胞因子（如IL-17等），這些細(xì)胞因子參與炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)，加重炎性痛。IFN-γ可以激活巨噬細(xì)胞，增強其炎癥反應(yīng)能力；IL-17可以招募中性粒細(xì)胞到炎癥部位，促進炎癥的發(fā)展。相反，NF-κB也可以調(diào)節(jié)T淋巴細(xì)胞分泌抗炎細(xì)胞因子，如IL-10等，抑制炎癥反應(yīng)，減輕疼痛。然而，在炎性痛狀態(tài)下，促炎細(xì)胞因子的分泌往往占主導(dǎo)地位，導(dǎo)致炎癥反應(yīng)和疼痛加劇。4.2.3影響神經(jīng)遞質(zhì)的釋放NF-κB在炎性痛的發(fā)生發(fā)展過程中，對神經(jīng)遞質(zhì)的釋放有著重要影響，其中谷氨酸和P物質(zhì)作為兩種關(guān)鍵的神經(jīng)遞質(zhì)，其釋放過程受到NF-κB的調(diào)控，進而參與痛覺信號的傳遞。谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在痛覺信號傳遞中起著至關(guān)重要的作用。在炎性痛狀態(tài)下，NF-κB的激活會導(dǎo)致谷氨酸的釋放增加。研究表明，在CFA誘導(dǎo)的炎性痛大鼠模型中，脊髓背角神經(jīng)元內(nèi)NF-κB的活性明顯增強，同時谷氨酸的釋放量顯著升高。進一步的實驗發(fā)現(xiàn)，使用NF-κB抑制劑處理后，谷氨酸的釋放量明顯減少，大鼠的痛覺過敏癥狀也得到緩解。這表明NF-κB的激活與谷氨酸的釋放密切相關(guān)，且谷氨酸釋放的增加可能是導(dǎo)致炎性痛的重要因素之一。NF-κB影響谷氨酸釋放的機制可能與多個方面有關(guān)。NF-κB可以通過調(diào)節(jié)谷氨酸轉(zhuǎn)運體的表達和功能，影響谷氨酸的攝取和釋放平衡。在炎癥狀態(tài)下，NF-κB的激活可能抑制了谷氨酸轉(zhuǎn)運體的表達或功能，使得神經(jīng)元對谷氨酸的攝取減少，從而導(dǎo)致細(xì)胞外谷氨酸濃度升高，增加了谷氨酸的釋放量。NF-κB還可以調(diào)節(jié)與谷氨酸釋放相關(guān)的離子通道和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。它可以影響電壓門控鈣離子通道的表達和活性，使得鈣離子內(nèi)流增加，進而促進谷氨酸的釋放。因為鈣離子是神經(jīng)遞質(zhì)釋放的重要觸發(fā)因素，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高時，會促進突觸小泡與細(xì)胞膜融合，釋放神經(jīng)遞質(zhì)。P物質(zhì)是一種神經(jīng)肽，也是痛覺信號傳遞中的重要神經(jīng)遞質(zhì)，它主要由初級傳入神經(jīng)元合成并釋放。在炎性痛過程中，NF-κB同樣對P物質(zhì)的釋放產(chǎn)生影響。研究發(fā)現(xiàn)，在炎癥刺激下，背根神經(jīng)節(jié)中的NF-κB被激活，導(dǎo)致P物質(zhì)的合成和釋放增加。通過免疫組化和蛋白質(zhì)免疫印跡等技術(shù)檢測發(fā)現(xiàn)，在炎性痛模型中，背根神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元內(nèi)NF-κB的活化水平與P物質(zhì)的表達量呈正相關(guān)。使用NF-κB抑制劑處理后，P物質(zhì)的表達和釋放明顯受到抑制，同時大鼠的痛覺過敏癥狀也得到改善。P物質(zhì)釋放增加會與脊髓背角神經(jīng)元上的神經(jīng)激肽1受體（NK1R）結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，導(dǎo)致神經(jīng)元的興奮性升高。P物質(zhì)還可以促進其他神經(jīng)遞質(zhì)和炎性介質(zhì)的釋放，如谷氨酸、前列腺素等，形成一個正反饋環(huán)路，進一步加劇痛覺敏化。4.3相關(guān)實驗研究證據(jù)眾多實驗研究為NF-κB在炎性痛中的關(guān)鍵作用提供了有力證據(jù)。在去氫紫堇堿對慢性炎性痛小鼠痛行為學(xué)及脊髓炎癥因子表達影響的實驗中，研究人員選取30只雄性ICR小鼠，按隨機數(shù)字表法分為三組：Sham組、完全弗氏佐劑（CFA）組和CFA+DHC組，每組各10只。Sham組小鼠右后足跖中部皮下注射25μL生理鹽水，CFA組和CFA+DHC組小鼠右后足跖中部皮下注射25μLCFA建立炎性痛模型。建模后1-7d每天CFA+DHC組小鼠腹腔注射10mg/kg去氫紫堇堿（DHC），CFA組小鼠腹腔注射溶媒。通過測定小鼠機械縮足反射閾值（PWMT）和熱縮足反射潛伏期（PWL）來評估小鼠的痛行為學(xué)變化。結(jié)果顯示，整體分析PWMT、PWL的組間比較、時間點比較及交互作用差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。進一步兩兩比較發(fā)現(xiàn)，Sham組PWMT、PWL造模前后比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義；造模后，CFA組、CFA+DHC組PWMT較造模前降低，PWL較造模前縮短，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義；造模后1-7d，與CFA組比較，CFA+DHC組PWMT升高，PWL延長，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。這表明DHC能夠有效緩解CFA誘導(dǎo)的慢性炎性痛小鼠的痛覺過敏。在對脊髓炎癥因子表達的檢測中，第7天取脊髓腰膨大，采用Westernblot法檢測脊髓促炎性細(xì)胞因子腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素（IL）-1β、IL-6和抗炎細(xì)胞因子IL-10的蛋白表達。結(jié)果顯示，與CFA組比較，CFA+DHC組脊髓促炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6蛋白表達降低，抗炎細(xì)胞因子IL-10蛋白表達增加，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。這說明DHC緩解慢性炎性痛的機制可能與抑制脊髓促炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-1β、IL-6的表達和增加抗炎細(xì)胞因子IL-10的表達有關(guān)。從NF-κB的角度來看，DHC可能通過抑制NF-κB的激活，從而減少了促炎因子的合成和釋放，同時促進了抗炎因子的表達，最終達到緩解炎性痛的效果。因為NF-κB激活后會促進TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子基因的轉(zhuǎn)錄和表達，而DHC降低了這些促炎因子的表達，很可能是通過影響了NF-κB信號通路來實現(xiàn)的。五、NF-κB對脊髓炎癥因子表達的調(diào)節(jié)5.1NF-κB對促炎因子表達的調(diào)控NF-κB在脊髓炎癥因子表達的調(diào)控中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，尤其是對促炎因子的調(diào)控，在炎性痛的發(fā)生發(fā)展過程中起著重要的推動作用。以脂多糖（LPS）刺激小膠質(zhì)細(xì)胞為例，能清晰地展現(xiàn)NF-κB對促炎因子表達的調(diào)控機制。LPS是革蘭氏陰性菌細(xì)胞壁的主要成分，是一種強有力的炎癥刺激物，在許多炎癥相關(guān)的研究中被廣泛應(yīng)用。當(dāng)小膠質(zhì)細(xì)胞受到LPS刺激時，細(xì)胞表面的Toll樣受體4（TLR4）會識別LPS，進而激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最終導(dǎo)致NF-κB的激活。具體而言，LPS與TLR4結(jié)合后，會招募髓樣分化因子88（MyD88）等接頭蛋白，形成MyD88依賴的信號復(fù)合物。該復(fù)合物進一步激活I(lǐng)L-1受體相關(guān)激酶（IRAK）家族成員，如IRAK1和IRAK4。激活后的IRAK會磷酸化腫瘤壞死因子受體相關(guān)因子6（TRAF6），使其發(fā)生多聚泛素化修飾。泛素化的TRAF6會招募并激活轉(zhuǎn)化生長因子-β激活激酶1（TAK1），TAK1進而激活I(lǐng)κB激酶（IKK）復(fù)合物。IKK復(fù)合物中的IKKβ亞基將IκBα的Ser32和Ser36位點磷酸化，導(dǎo)致IκBα被泛素化修飾并被蛋白酶體降解，從而釋放出NF-κB二聚體（如RelA（p65）/p50異二聚體）。釋放后的NF-κB二聚體迅速從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核內(nèi)。進入細(xì)胞核的NF-κB二聚體與腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等促炎因子基因啟動子區(qū)域的-κB位點緊密結(jié)合。通過染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）等技術(shù)可以檢測到，在LPS刺激后，NF-κB與這些促炎因子基因啟動子區(qū)域的結(jié)合顯著增加。一旦結(jié)合，NF-κB會招募多種轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子，如RNA聚合酶Ⅱ、通用轉(zhuǎn)錄因子等，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，啟動基因轉(zhuǎn)錄過程。實時熒光定量PCR（qRT-PCR）和蛋白質(zhì)免疫印跡（Westernblot）等實驗結(jié)果表明，在LPS刺激小膠質(zhì)細(xì)胞后，TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子的mRNA和蛋白表達水平均顯著升高。這充分說明，NF-κB的激活能夠有效地促進這些促炎因子的轉(zhuǎn)錄和表達。TNF-α可以通過激活下游的MAPK信號通路和NF-κB信號通路，進一步放大炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致痛覺敏化；IL-1β能夠直接作用于神經(jīng)元，增強神經(jīng)元的興奮性，促進痛覺信號的傳遞；IL-6則可以通過調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的功能和促進其他炎癥介質(zhì)的釋放，參與炎性痛的發(fā)生發(fā)展。5.2NF-κB對抗炎因子表達的調(diào)控NF-κB對抗炎因子表達的調(diào)控機制較為復(fù)雜，且在維持機體免疫平衡和緩解炎性痛方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以白細(xì)胞介素-10（IL-10）為例，在正常生理狀態(tài)下，機體通過精密的調(diào)控機制維持著抗炎因子的基礎(chǔ)表達水平，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的炎癥反應(yīng)。然而，當(dāng)機體受到炎癥刺激時，免疫系統(tǒng)迅速啟動，多種細(xì)胞參與到炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)過程中。巨噬細(xì)胞作為炎癥反應(yīng)的重要參與者，在炎癥刺激下，會通過一系列復(fù)雜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路來調(diào)節(jié)IL-10的表達。研究發(fā)現(xiàn)，在巨噬細(xì)胞中，NF-κB與激活蛋白-1（AP-1）等轉(zhuǎn)錄因子存在相互作用，共同調(diào)控IL-10的表達。當(dāng)巨噬細(xì)胞受到脂多糖（LPS）刺激時，LPS與細(xì)胞膜上的Toll樣受體4（TLR4）結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，導(dǎo)致NF-κB和AP-1的激活。NF-κB和AP-1可以結(jié)合到IL-10基因啟動子區(qū)域的特定序列上，這些序列包含-κB位點和AP-1結(jié)合位點。通過染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）技術(shù)可以檢測到，在LPS刺激后，NF-κB和AP-1與IL-10基因啟動子區(qū)域的結(jié)合顯著增加。它們相互協(xié)同，招募多種轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子，如RNA聚合酶Ⅱ、通用轉(zhuǎn)錄因子等，形成轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，啟動IL-10基因的轉(zhuǎn)錄過程。實時熒光定量PCR（qRT-PCR）和蛋白質(zhì)免疫印跡（Westernblot）等實驗結(jié)果表明，在LPS刺激巨噬細(xì)胞后，IL-10的mRNA和蛋白表達水平均顯著升高。這說明NF-κB和AP-1的協(xié)同作用能夠有效地促進IL-10的轉(zhuǎn)錄和表達。IL-10作為一種重要的抗炎因子，它可以抑制多種促炎因子的產(chǎn)生和釋放，如TNF-α、IL-1β、IL-6等，從而減輕炎癥反應(yīng)。IL-10還可以直接作用于神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，抑制它們的活化和功能改變，減少痛覺敏化的發(fā)生。轉(zhuǎn)化生長因子-β（TGF-β）也是一種重要的抗炎因子，NF-κB對其表達的調(diào)控也涉及多種機制。在炎癥狀態(tài)下，NF-κB可以通過調(diào)節(jié)Smad信號通路來間接影響TGF-β的表達。Smad蛋白是TGF-β信號通路中的關(guān)鍵分子，當(dāng)TGF-β與其受體結(jié)合后，會激活下游的Smad2/3蛋白。激活后的Smad2/3與Smad4形成復(fù)合物，進入細(xì)胞核內(nèi)，與靶基因啟動子區(qū)域的特定序列結(jié)合，調(diào)節(jié)基因的轉(zhuǎn)錄。研究發(fā)現(xiàn)，NF-κB可以通過與Smad蛋白相互作用，影響Smad復(fù)合物的形成和核轉(zhuǎn)位，從而調(diào)節(jié)TGF-β相關(guān)基因的表達。NF-κB還可以通過調(diào)節(jié)其他轉(zhuǎn)錄因子的活性，間接影響TGF-β的表達。在某些細(xì)胞中，NF-κB可以激活轉(zhuǎn)錄因子Sp1，Sp1可以結(jié)合到TGF-β基因啟動子區(qū)域，促進TGF-β的轉(zhuǎn)錄和表達。TGF-β可以抑制免疫細(xì)胞的活化和增殖，減少促炎因子的產(chǎn)生和釋放。TGF-β還可以促進抗炎因子的表達，如IL-10等，進一步增強其抗炎作用。在神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞方面，TGF-β可以抑制它們的活化和功能改變，減輕炎癥對神經(jīng)組織的損傷，從而緩解痛覺敏化。5.3調(diào)節(jié)的信號通路及分子機制NF-κB對脊髓炎癥因子表達的調(diào)節(jié)涉及多條信號通路及其相互作用，其中絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）信號通路和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）信號通路在這一過程中發(fā)揮著重要作用。MAPK信號通路是細(xì)胞內(nèi)重要的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑之一，主要包括細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶（ERK）、c-Jun氨基末端激酶（JNK）和p38絲裂原活化蛋白激酶（p38MAPK）三條亞通路。在脊髓炎癥過程中，MAPK信號通路與NF-κB之間存在復(fù)雜的相互作用。當(dāng)細(xì)胞受到炎癥刺激時，如脂多糖（LPS）、細(xì)胞因子等，細(xì)胞膜表面的受體被激活，通過一系列的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子，激活MAPK激酶激酶（MAPKKK），進而依次激活MAPK激酶（MAPKK）和MAPK。激活后的MAPK可以磷酸化多種底物，包括轉(zhuǎn)錄因子、其他激酶和細(xì)胞骨架蛋白等。在這個過程中，p38MAPK信號通路與NF-κB的激活密切相關(guān)。p38MAPK可以通過磷酸化激活NF-κB誘導(dǎo)激酶（NIK），進而激活I(lǐng)κB激酶（IKK）復(fù)合物，導(dǎo)致IκB的磷酸化和降解，釋放出NF-κB二聚體，使其進入細(xì)胞核內(nèi)，啟動炎癥因子基因的轉(zhuǎn)錄。p38MAPK還可以直接磷酸化NF-κB的亞基，增強其DNA結(jié)合活性，促進炎癥因子的表達。研究表明，在LPS刺激的小膠質(zhì)細(xì)胞中，抑制p38MAPK的活性，可以顯著降低NF-κB的激活水平，減少TNF-α、IL-1β等炎癥因子的表達。JNK信號通路也參與了NF-κB對炎癥因子表達的調(diào)節(jié)。JNK可以通過激活激活蛋白-1（AP-1），與NF-κB協(xié)同作用，促進炎癥因子基因的轉(zhuǎn)錄。在炎癥刺激下，JNK被激活后，磷酸化c-Jun，形成AP-1復(fù)合物。AP-1與NF-κB可以結(jié)合到炎癥因子基因啟動子區(qū)域的特定序列上，相互協(xié)同，招募轉(zhuǎn)錄相關(guān)因子，增強炎癥因子的轉(zhuǎn)錄和表達。在脊髓損傷后的炎癥反應(yīng)中，JNK信號通路的激活與NF-κB的活化以及炎癥因子的高表達密切相關(guān)。PI3K/Akt信號通路在細(xì)胞的生長、增殖、存活和代謝等過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，在脊髓炎癥因子表達的調(diào)節(jié)中也與NF-κB存在相互作用。當(dāng)細(xì)胞受到生長因子、細(xì)胞因子等刺激時，細(xì)胞膜上的受體酪氨酸激酶（RTK）被激活，招募并激活PI3K。PI3K催化磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸（PIP2）生成磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸（PIP3）。PIP3與Akt的PH結(jié)構(gòu)域結(jié)合，使Akt從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞膜上，并在磷酸肌醇依賴性激酶-1（PDK1）和磷酸肌醇依賴性激酶-2（PDK2）的作用下，Akt的Thr308和Ser473位點被磷酸化，從而激活A(yù)kt。激活后的Akt可以通過磷酸化多種底物，調(diào)節(jié)細(xì)胞的生物學(xué)功能。在脊髓炎癥過程中，PI3K/Akt信號通路可以通過調(diào)節(jié)NF-κB的活性，影響炎癥因子的表達。Akt可以磷酸化IκB激酶（IKK）復(fù)合物中的NEMO亞基，促進IKK復(fù)合物的活化，進而導(dǎo)致IκB的磷酸化和降解，釋放出NF-κB二聚體，激活NF-κB信號通路，促進炎癥因子的表達。Akt還可以直接磷酸化NF-κB的亞基，增強其轉(zhuǎn)錄活性，促進炎癥因子基因的轉(zhuǎn)錄。在神經(jīng)炎癥模型中，抑制PI3K/Akt信號通路的活性，可以降低NF-κB的激活水平，減少炎癥因子的產(chǎn)生。PI3K/Akt信號通路也可以通過調(diào)節(jié)其他轉(zhuǎn)錄因子或信號分子，間接影響NF-κB對炎癥因子表達的調(diào)控。Akt可以磷酸化叉頭框蛋白O（FoxO）轉(zhuǎn)錄因子，使其從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中，抑制FoxO對相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控作用。而FoxO可以調(diào)節(jié)一些抗炎因子的表達，當(dāng)FoxO的活性被抑制時，抗炎因子的表達減少，從而間接促進了炎癥反應(yīng)和炎癥因子的表達。六、研究現(xiàn)狀與展望6.1現(xiàn)有研究成果總結(jié)當(dāng)前研究已深入揭示NF-κB對炎性痛及其脊髓炎癥因子表達的調(diào)節(jié)機制。在結(jié)構(gòu)與組成方面，明確NF-κB是由5種成員組成的轉(zhuǎn)錄因子蛋白家族，各成員通過特定結(jié)構(gòu)域形成同源或異源二聚體，與-κB位點結(jié)合調(diào)控基因轉(zhuǎn)錄。其激活途徑包含經(jīng)典與非經(jīng)典兩條，經(jīng)典途徑主要由TNF-α、IL-1β等激活，經(jīng)IKK復(fù)合物磷酸化IκBα，釋放NF-κB二聚體入核；非經(jīng)典途徑則由特定TNF受體家族成員介導(dǎo)，通過NIK激活I(lǐng)KKα，加工p100生成p52與RelB形成異二聚體發(fā)揮作用。NF-κB的生物學(xué)功能廣泛，參與免疫反應(yīng)，在病原體入侵時啟動免疫相關(guān)基因表達；調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖，正常時參與細(xì)胞周期調(diào)控，異常激活則與腫瘤相關(guān)；對細(xì)胞凋亡起雙向調(diào)節(jié)，依情況誘導(dǎo)抗凋亡或促凋亡基因表達。在炎性痛方面，炎癥刺激可快速激活脊髓和背根神經(jīng)節(jié)中的NF-κB，其激活水平與炎性痛進程緊密相關(guān)，通過調(diào)控炎癥介質(zhì)合成、免疫細(xì)胞功能及神經(jīng)遞質(zhì)釋放影響炎性痛。在脊髓炎癥因子表達調(diào)節(jié)上，NF-κB可促進TNF-α、IL-1β、IL-6等促炎因子表達，也能通過與AP-1等協(xié)同或調(diào)節(jié)Smad信號通路等方式調(diào)控IL-10、TGF-β等抗炎因子表達，且這一調(diào)節(jié)涉及MAPK和PI3K/Akt等多條信號通路。諸多實驗如去氫紫堇堿對慢性炎性痛小鼠的研究、LPS刺激小膠質(zhì)細(xì)胞實驗等，均有力驗證了NF-κB在炎性痛及脊髓炎癥因子表達調(diào)節(jié)中的關(guān)鍵作用。6.2研究中存在的問題與挑戰(zhàn)盡管目前對NF-κB在炎性痛及其脊髓炎癥因子表達調(diào)節(jié)方面的研究已取得顯著成果，但仍存在諸多問題與挑戰(zhàn)。NF-κB的激活機制及調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)極為復(fù)雜，雖然已知經(jīng)典和非經(jīng)典激活途徑，但在炎性痛微環(huán)境下，不同刺激如何精確調(diào)控兩條途徑的激活，以及它們之間的相互作用和平衡機制仍未完全明確。在炎性痛狀態(tài)下，除了常見的炎癥介質(zhì)如TNF-α、IL-1β等可激活NF-κB外，其他潛在的激活因素以及它們之間的協(xié)同作用尚待深入探索。細(xì)胞內(nèi)存在眾多信號通路，NF-κB信號通路與其他信號通路如絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）、磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/Akt）等之間存在廣泛的串?dāng)_。然而，這些信號通路之間如何相互影響、協(xié)同調(diào)節(jié)炎性痛和脊髓炎癥因子表達，其中的具體分子機制還需要進一步研究。在不同類型的炎性痛以及疾病發(fā)展的不同階段，NF-κB的作用及調(diào)控機制可能存在差異，目前對此類動態(tài)變化的研究還不夠系統(tǒng)和深入。在臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用方面，將基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化為有效的臨床治療手段面臨諸多挑戰(zhàn)。目前針對NF-κB的抑制劑大多處于實驗階段，雖然在動物模型中顯示出一定的療效，但在人體臨床試驗中，其安全性和有效性仍需進一步驗證