Nuclear calcium signaling in spinal neurons drives a genomic program required for persistent inflammatory pain.
Nuclear calcium signaling in spinal neurons drives a genomic program required for persistent inflammatory pain.
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DOI：
10.1016/j.neuron.2012.10.037
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发表时间：
2013-01-09
期刊：
影响因子：
16.2
通讯作者：
Kuner R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Simonetti M;Hagenston AM;Vardeh D;Freitag HE;Mauceri D;Lu J;Satagopam VP;Schneider R;Costigan M;Bading H;Kuner R
由伤害性刺激引起的持续性疼痛的特征是由正常敏感性转变为超敏性。尽管基因表达被认为是重要的，但其潜在机制尚未得到很好的理解。在这里，我们表明，持续的伤害性刺激样活动触发浅层脊髓背角内的神经元细胞核中的钙瞬变，并且核钙对于长期炎性超敏反应的发展是必要的。使用核特异性钙信号扰动策略在体内补充基因分析，生物信息学和功能分析，我们发现了一个疼痛相关的，核钙调节的基因程序在脊髓兴奋性神经元。这包括C1 q，突触棘形态发生的一种新的调制器，我们发现它有助于脊髓神经元的活动依赖性棘重塑，其功能与炎症超敏反应相关。因此，核钙整合突触-核通信伤害性刺激后，并控制脊髓基因组反应，介导急性和长期伤害性敏化之间的过渡，通过调节功能和结构的可塑性。
Persistent pain induced by noxious stimuli is characterized by the transition from normosensitivity to hypersensitivity. Underlying mechanisms are not well understood, although gene expression is considered important. Here we show that persistent nociceptive-like activity triggers calcium transients in neuronal nuclei within the superficial spinal dorsal horn, and that nuclear calcium is necessary for the development of long-term inflammatory hypersensitivity. Using a nucleus-specific calcium signal perturbation strategy in vivo complemented by gene profiling, bioinformatics and functional analyses, we discovered a pain-associated, nuclear calcium-regulated gene program in spinal excitatory neurons. This includes C1q, a novel modulator of synaptic spine morphogenesis, which we found to contribute to activity-dependent spine remodelling on spinal neurons in a manner functionally associated with inflammatory hypersensitivity. Thus, nuclear calcium integrates synapse-to-nucleus communication following noxious stimulation and controls a spinal genomic response that mediates the transition between acute and long-term nociceptive sensitization by modulating functional and structural plasticity.
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