羊毛硫氨酸合成酶C样蛋白1(LanCL1):神经病理性疼痛的治疗靶点

Lanthionine synthetase C-like protein 1 (LanCL1): a therapeutic target for neuropathic pain

作者信息David C Spanswick, Haifeng Wei, Fei-Yue Zhao, Matilde P Caldeira Borges da Cruz, Andrew D Whyment, Adam Campbell-Galland, Kelly O'Sullivan, François Autelitano, Marie Guillemot, David Kenley, Andrew J Gearing, Anthony E Pickering, Wendy L Imlach
PMID42263267
期刊Pain
发布时间2026-08-01
DOI10.1097/j.pain.0000000000004014

实验完整度

包含体内行为学、电生理、离体脊髓片电生理、光亲和标记-质谱靶标鉴定及siRNA敲低功能验证等多层级证据。

主要模型

Sprague-Dawley大鼠神经病理性疼痛模型(SNL/Chung模型、CCI模型) Sprague-Dawley大鼠化疗诱导神经病变模型(奥沙利铂) Sprague-Dawley大鼠糖尿病神经病变模型(链脲佐菌素诱导) Sprague-Dawley大鼠纤维肌痛模型(利血平诱导)

重点核对

模型:Chung模型、CCI模型等,大鼠品系Sprague-Dawley 给药途径:口服、静脉、肌肉注射 剂量:LAT8881 5 mg/kg或10 mg/kg等 时间点:给药后1、2、4小时等 siRNA敲低:DRG内注射LanCL1 siRNA

摘要

自从发现哺乳动物羊毛硫氨酸合成酶C样(LanCL)蛋白以来,人们对其功能的鉴定产生了相当大的兴趣。使用LAT8881,一种新型的LanCL1肽配体,我们证实了LanCL1在慢性神经病理性致敏中的关键作用,而对炎症性超敏反应或生理性伤害感受的影响很小。LAT8881在多种啮齿动物神经病理性模型中逆转了机械性异常性疼痛,包括慢性缩窄性损伤,在其中它抑制了背根神经节(DRG)水平的体内自发性异位放电、中枢敏化(wind-up)以及背角广动力范围神经元的自发性活动。它还诱导膜电位超极化,并在离体脊髓中抑制自发性和初级传入介导的兴奋性事件。为了鉴定LAT8881的蛋白质靶标,使用活性代谢物的光亲和偶联物下拉脊髓中的LanCL1作为结合靶标。这通过DRG中LanCL1的siRNA敲低得到验证,该敲低阻断了LAT8881的活性。免疫组织化学分析揭示了神经病理性模型中LanCL1的功能性重组,DRG中胞质表达减少,而卫星胶质细胞中表达增加。这些发现确立了LanCL1作为神经病理性超敏反应的关键介质和临床转化的主要靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
LanCL1在神经病理性疼痛中的作用及其作为治疗靶点的潜力。
核心机制
LanCL1在神经病理性疼痛中,于DRG卫星胶质细胞中表达上调,在神经元胞质中表达下调,LAT8881通过激活DRG和脊髓背角的LanCL1,抑制背根神经节异位放电、脊髓WDR神经元wind-up和自发活动,并激活钾电导导致膜电位超极化,从而缓解机械性异常性疼痛。
主要证据
多种神经病理性疼痛模型(SNL、CCI、奥沙利铂、STZ、利血平)中LAT8881逆转机械性异常性疼痛;在CCI模型中抑制DRG自发放电和WDR神经元wind-up;离体脊髓片电生理显示LAT8881抑制背根传入介导的兴奋性突触传递并增强抑制性传递;光亲和标记-质谱鉴定LanCL1为靶点;DRG内siRNA敲低LanCL1阻断LAT8881的抗异常性疼痛作用。
研究意义
研究确立了LanCL1作为神经病理性超敏反应的关键介质和临床转化的重要靶点,为治疗多种形式的神经病理性疼痛提供了潜在的新策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

行为学模型建立及LAT8881药效评估

建立多种神经病理性疼痛模型(SNL、CCI、奥沙利铂、STZ、利血平、切口痛)并评估LAT8881及其相关肽对机械性异常性疼痛的逆转作用。

使用Sprague-Dawley大鼠建立多种神经病理性疼痛模型,通过von Frey纤维丝测量PWT,评估口服、静脉、肌肉注射不同剂量LAT8881给药后1、2、4小时(部分模型至24、48小时)的PWT变化。

2

炎症性疼痛模型及生理性伤害感受评估

评估LAT8881对炎症性疼痛和生理性疼痛的作用,以确认其选择性。

使用CFA诱导的足底炎症、角叉菜胶诱导的炎性痛、福尔马林试验、MIA诱导的骨关节炎疼痛模型,以及甩尾试验,评估LAT8881对热痛觉过敏和机械性异常性疼痛的影响。

3

体内电生理记录

确定LAT8881的作用位点,记录其对DRG和脊髓背角神经元放电活动的影响。

在CCI模型中,记录神经瘤和DRG水平的自发性异位放电,以及脊髓背角WDR神经元的自发活动、wind-up和after-discharge,在LAT8881(i.v.)给药前后进行。

4

离体脊髓片电生理记录

阐明LAT8881对脊髓背角神经元的作用机制。

在Chung模型脊髓切片上,进行全细胞膜片钳记录,观察LAT8881对静息膜电位、输入阻抗、自发兴奋性突触后电流/电位、以及背根刺激诱发的EPSC/EPSP的影响。

5

靶点鉴定

鉴定LAT8881的分子靶标。

使用光亲和标记探针LAT9991F-PAL处理脊髓微粒体,通过点击化学和链霉亲和素富集,结合质谱鉴定LanCL1为潜在靶标,并用Western blot验证。

6

验证靶点

验证LanCL1是LAT8881发挥作用的必要靶点。

在Chung模型大鼠中,向L5 DRG注射靶向LanCL1的siRNA,次日给予LAT8881,观察对机械性异常性疼痛的影响,并通过免疫组化确认蛋白敲低。

7

LanCL1表达定位与变化

分析LanCL1在DRG和脊髓背角中的表达分布及其在神经病理性疼痛下的变化。

使用免疫组化标记LanCL1与NeuN、IB4、TRPV1、CGRP、NF200、谷氨酰胺合成酶(GS)、GFAP等,观察DRG和脊髓背角中LanCL1的表达定位,并比较naive、炎性痛和神经病理性疼痛模型中的差异。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
异氟烷----
奥沙利铂----
链脲佐菌素----
利血平----
角叉菜胶----
完全弗氏佐剂----
von Frey纤维丝----
乌拉坦----
碳纤维微电极----
膜片钳电极----
徕卡VT1000S振动切片机Leica Microsystems--
MultiClamp 700B放大器Axon Instruments--
Axopatch 1D放大器Axon Instruments--
pCLAMP 10数据采集软件----
Clampfit 10软件----
LAT8881----
LAT9991----
LAT9991F-PAL----
链霉亲和素包被的磁珠----
抗LanCL1抗体InvitrogenPA5-57107
MISSION预设计siRNAMerck--
聚乙烯亚胺Sigma765090
抗NeuN抗体ThermofisherPA5143586
抗TRPV1抗体InvitrogenPA1-29770
抗CGRP抗体abcamab81887
抗NF200抗体abcamab4680
异凝集素B4InvitrogenI21412
抗谷氨酰胺合成酶抗体abcamab64613
抗GFAP抗体Biolegend644704
DAPISigmaMBD0015
加巴喷丁Brown & Burk UK Ltd--
利多卡因----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
大鼠品系、年龄、性别、麻醉药物剂量、手术步骤(如Chung模型L5脊神经结扎、CCI模型坐骨神经4次结扎)
阅读提示:Methods 2.1 Animals, 2.2 Persistent hypersensitivity models
行为学测试
von Frey filament力度、测量次数、PWT判定标准(≤4g)、Hargreaves刺激强度、截止时间、预热时间等
阅读提示:Methods 2.3 Behavioural hypersensitivity assays
药物给药
LAT8881、LAT9991等肽的剂量、给药途径(口服、静脉、肌肉)、溶剂(5% DMSO in saline)、给药后观察时间点
阅读提示:Methods 2.5.8 Compounds and formulation; Results 4.1
电生理记录
麻醉方案(urethane剂量)、记录部位(DRG、神经瘤、脊髓背角WDR)、刺激参数(脉冲强度、频率、时程)、LAT8881浓度(体外1-10 μM)
阅读提示:Methods 2.4, 2.5
靶点鉴定
LAT9991F-PAL浓度、UV照射条件(365 nm 20分钟)、微体制备方法、质谱鉴定标准(至少2个肽段,FC>2,校正P<0.05)
阅读提示:Methods 2.5.5; Results 4.8
siRNA敲低
siRNA序列、剂量(2 μL, 100 μM)、注射位点(L5 DRG)、注射时间(给药前一天)、敲低效果验证方式
阅读提示:Methods 2.5.6; Results 4.8 Figure 7