双重HDAC/BRD4抑制剂通过减轻 spared nerve injury 后小胶质细胞中的炎症反应缓解神经病理性疼痛

Dual HDAC/BRD4 Inhibitors Relieves Neuropathic Pain by Attenuating Inflammatory Response in Microglia After Spared Nerve Injury.

作者信息Vittoria Borgonetti, Elisabetta Meacci, Federica Pierucci, Maria Novella Romanelli, Nicoletta Galeotti
PMID35501470
发布时间2022-09
DOI10.1007/s13311-022-01243-6

实验完整度

包含体外结合实验(FRET)、酶活性实验、体内行为学测试、Western blot和免疫荧光等多层次验证,覆盖分子、细胞和整体水平。

主要模型

雄性CD1小鼠SNI模型 HCT-116细胞系 重组人BRD4溴结构域蛋白

重点核对

SNI手术诱导神经病理性疼痛模型 SUM52和SUM35的给药浓度范围及时间 BRD4-BD1和BD2结合的IC50值 HDAC1抑制活性测定 脊髓组织蛋白表达检测

摘要

尽管在开发新疗法方面做出了努力,神经病理性疼痛的治疗仍然是一个临床挑战,通常需要两种或更多药物的联合治疗方案以提高疗效。越来越多的证据表明,在慢性疼痛状态下,组蛋白乙酰化酶的表达和活性发生改变,而恢复这些异常的表观遗传修饰可促进疼痛缓解活性。最近的研究表明,在神经病理性疼痛模型中,组蛋白去乙酰化酶(HDACs)和溴结构域和extra-terminal domain(BET)抑制剂的组合具有协同活性。在此前提下,本研究调查了新的双重HDAC/BRD4抑制剂,命名为SUM52和SUM35,在小鼠 spared nerve injury (SNI) 模型中的药理学特性,作为同时抑制HDACs和BETs的创新策略。鼻内给予SUM52和SUM35在不引起运动副作用的情况下减弱了热和机械超敏反应。两种双重抑制剂均显示出对BRD4-BD2结构域的优先相互作用,其中SUM52是最有效的化合物。SUM52减少了SNI小鼠脊髓切片中小胶质细胞介导的脊髓神经炎症,表现为IBA1免疫染色、诱导型一氧化氮合酶(iNOS)表达、p65核因子-κB(NF-κB)和p38 MAPK过度磷酸化的减少。在SUM52治疗后,还观察到脊髓促炎细胞因子含量(IL-6, IL-1β)的显著降低。目前的结果显示了HDAC/BRD4双重抑制剂的疼痛缓解活性,表明通过单一分子作为多靶点药物同时调节BET和HDAC活性可能成为神经病理性疼痛缓解的前景。

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
双重HDAC/BRD4抑制剂是否能缓解神经病理性疼痛,并通过何种机制发挥作用?
核心机制
SUM52通过抑制HDAC1和BRD4活性,减少小胶质细胞激活,抑制NF-κB和p38 MAPK通路,降低促炎细胞因子水平,从而缓解疼痛。
主要证据
SNI小鼠模型中,SUM52剂量依赖性地减弱热和机械超敏反应;Western blot显示降低iNOS、p65磷酸化、p38 MAPK磷酸化及IL-6、IL-1β表达;免疫荧光显示IBA1免疫染色减少。
研究意义
研究表明,单一分子同时抑制HDAC和BRD4可能是一种有前景的神经病理性疼痛治疗策略,且鼻内给药途径具有非侵入性和转化潜力。

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

体外靶点结合与抑制活性评估

评估双重抑制剂对BRD4结合和HDAC1抑制的活性

使用FRET bromodomain binding assay检测SUM35和SUM52对BRD4-BD1和BD2的结合亲和力;使用HDAC1免疫沉淀活性试剂盒检测HDAC1抑制活性。

2

急性疼痛模型行为学测试

评估药物在急性热刺激下的镇痛效果

在naïve小鼠中,采用热板测试评估SUM52和SUM35的急性抗伤害感受作用。

3

神经病理性疼痛模型行为学测试

评估药物在SNI诱导的持续性疼痛中的抗异常性疼痛作用

在SNI小鼠中,通过动态足底触觉计和Hargreaves测试分别评估机械和热异常性疼痛,并测试运动协调和自发活动。

4

分子机制研究

探讨SUM52对脊髓HDAC1/BRD4表达及神经炎症的影响

通过Western blot检测脊髓组织中HDAC1、BRD4、iNOS、p-p65、p-p38、IL-6、IL-1β的表达;通过免疫荧光检测IBA1染色和SUM52的分布。

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
SUM52----
iBET762----
SAHA(伏立诺他)Sigma-Aldrich--
HDAC-1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-81598
Brd4抗体Santa Cruz Biotechnologysc-518021
IL-6抗体Santa Cruz Biotechnologysc-57315
磷酸化p38抗体Cell Signaling Technology4511
iNOS抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7271
IBA1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-32725
磷酸化NF-κB p65抗体Santa Cruz Biotechnologysc-136548
IL-1β抗体Biossbs-0812R
IBA1抗体Santa Cruz Biotechnologysc-32725
Invitrogen Alexa Fluor 488Thermo Fisher Scientific--
Invitrogen Alexa Fluor 568Thermo Fisher Scientific--
Cruz Fluor 594Santa Cruz Biotechnology--
Vectorshield封片剂Vector Laboratories--
Leica DM6000B荧光显微镜LeicaDM6000B
链霉亲和素包被供体微珠PerkinElmer--
AlphaScreen Ni受体微珠PerkinElmer--
HDAC1免疫沉淀与活性检测试剂盒BiovisionK342-25
磷酸盐缓冲液EuroClone--
丽春红S----
动态足底触觉计Ugo Basile--
GraphPad PrismGraphPad Software9.0

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
小鼠品系、性别、年龄、体重;SNI手术具体操作步骤
阅读提示:Methods: Animals and Ethics Approval; Spared Nerve Injury
药物给药
给药途径、剂量、时间点、溶解剂及浓度
阅读提示:Methods: Drug Administration Protocol; Intranasal (i.n.) Administration
行为学测试
适应时间、测试时间点、疼痛阈值测定方法
阅读提示:Methods: Nociceptive Behavior; Mechanical Allodynia; Hargreaves' Plantar Test
分子检测
取样时间、蛋白提取方法、抗体稀释比例、内参选择
阅读提示:Methods: Western Blot Analysis; Immunofluorescence
体外结合实验
BRD4蛋白片段、肽段、缓冲液组成、孵育时间、检测技术
阅读提示:Methods: FRET Bromodomain Binding Assay