核糖体图谱分析揭示异质核核糖核蛋白L对Nalf1的转录后调控是紫杉醇诱导的神经病理性疼痛所必需的

化疗药物是挽救生命的药物，但它们并不完美。使人衰弱的神经病理性疼痛是一种常见的剂量限制性副作用。由于停止治疗会降低总生存期，因此迫切需要确定新的靶点来减轻化疗诱导的疼痛。我们以紫杉醇为模型。它与急性疼痛综合征相关，且三分之一的患者会发展为慢性外周神经病理性疼痛。迄今为止，尚无广泛使用的获批疗法能够逆转紫杉醇诱导的外周神经病变（PIPN）。为了揭示PIPN的机制，我们研究了伤害性感觉神经元，因为它们在疼痛信号传导中发挥核心作用。紫杉醇改变RNA和蛋白质的丰度。对大鼠DRG的RNA测序显示，mRNA丰度差异数量适中（97个增加，287个减少）。这些包括与炎症反应和神经肽活性相关的基因。这些差异的潜在机制和意义尚不清楚。候选方法已揭示许多靶点。紫杉醇下游存在几种转录机制。相比之下，我们对PIPN如何影响DRG中翻译效率的理解还很薄弱。这一点至关重要，因为mRNA和蛋白质丰度之间的相关性适中（Pearson R = 0.4）。最近一项对DRG感觉神经元翻译的调查使用了翻译核糖体亲和纯化（TRAP）。该策略涉及细胞类型特异性的核糖体蛋白与GFP表位嵌合融合蛋白的表达。只有8270个基因与核糖体结合。在紫杉醇处理后，mRNA丰度水平上有5个基因不同，核糖体结合水平上有252个基因不同。在这项工作中，我们使用了一种不同的方法，称为核糖体图谱分析。这种策略能够精确地观察DRG整个转录组中活跃翻译区域和翻译效率。在这里，我们调查了紫杉醇如何改变翻译和mRNA丰度。我们检查了翻译效率的变化，并鉴定了一个优先翻译的基因。Nalf1编码NALCN钠泄漏通道的一个必需亚基，该通道调节神经元兴奋性。NALCN已被牵涉到疼痛信号传导中，但尚未在PIPN的背景下进行研究。对Nalf1 3'UTR的检查揭示了一个单一的14核苷酸CA富集元件（CARE）。CARE受RNA结合蛋白HNRNP L控制。为了确定HNRNP L是否在DRG中与Nalf1相互作用，我们对HNRNP L进行了免疫亲和纯化。我们发现HNRNP L在野生型小鼠中结合Nalf1，但在CARE基序被消除的突变体中丢失。从Scn10a表达细胞中消除HNRNP L以及Nalf1中的CARE元件导致紫杉醇处理后机械和热超敏反应减少。在基因破坏NALCN复合物的孔形成亚基后也获得了类似的结果。总的来说，我们的数据揭示了对DRG中转录后调控关键作用的广泛见解，并强调了NALF1/NALCN钠泄漏通道在PIPN中的重要性。