单细胞多组学测序揭示肠道菌群代谢物丁酸产生疼痛调节中的细胞特异性转录组和染色质可及性谱

疼痛是颞下颌关节紊乱病最常见的症状，由于其复杂性和有限的治疗选择，给临床带来了重大挑战。我们先前的研究表明，肠道微生物来源的丁酸盐对颞下颌关节疼痛的调节至关重要。在本研究中，我们探讨了其潜在机制，发现口服三丁酸甘油酯（丁酸盐的前药）不仅能显著缓解颞下颌关节疼痛，还能逆转颞下颌关节疼痛条件下脊髓三叉神经尾核（Sp5C）中组蛋白乙酰化的减少。利用单细胞多组学测序，我们在单细胞分辨率下描绘了Sp5C细胞中的基因表达和染色质可及性。生物信息学分析显示，颞下颌关节疼痛破坏了Sp5C中四种细胞类型的Nop14、Matk、Idh3b、Ndst2和Tomm6的表达和染色质可及性，而这些改变被三丁酸甘油酯治疗所逆转。具体而言，在颞下颌关节疼痛条件下，Nop14在其启动子区域显示出增加的染色质可及性，而敲低Sp5C中的Nop14可恢复组蛋白乙酰化并减轻颞下颌关节疼痛。总之，我们的研究结果揭示了丁酸盐介导的颞下颌关节疼痛表观遗传调控背后的细胞类型特异性基因调控，这表明靶向肠道微生物代谢物可能开发出治疗颞下颌关节紊乱病的非阿片类新疗法。