Study of PKMζ expression mechanism and the analgesic effect by PKMζ inhibition in neuropathic pain

Abstract

Protein kinase M ζ (PKMζ) is a key molecule for maintaining neuropathic pain. Previous study has shown that neuropathic pain induces expression of PKMζ in anterior cingulate cortex (ACC) and inhibition of PKMζ by zeta inhibitory peptide (ZIP) reduces behavioral sensitization in neuropathic pain model mice. However, the mechanism how PKMζ is expressed by peripheral nerve injury and whether treatment of ZIP is also effective in chronical pain model is not well studied. Here, we showed that PKMζ is expressed without relying on mRNA transcription in peripheral nerve injured mice. We also found that inhibition of PKMζ by ZIP is also effective for reducing behavioral sensitization in neuropathic pain lasting for one month. Our study is expected to be the basis for the development of treatment for chronic pain.

PKMζ 단백질은 신경병성통증을 유지하고 조절하는데 중요한 분자이다. 이전 연구에서 신경병성통증은 전대상피질에서 PKMζ의 발현을 유도하고, 또한 제타 억제 성 펩티드 (ZIP)를 통한 PKMζ의 억제는 신경병성통증 모델 마우스에서 진통효과를 낸다는 것을 보여주었다. 그러나 기존의 연구에서는 말초 신경 손상에 의해 PKMζ가 어떻게 증가되는지, 그리고 ZIP을 통한 치료가 오랫동안 지속된 통증 모델에서도 효과가 있는지에 대해서는 연구가 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 말초 신경 손상 모델 마우스의 전대상피질에서 PKMζ가 mRNA 전사에 의존하지 않고 PKMζ의 발현이 증가되는 것을 확인하였다. 또한 ZIP에 의한 PKMζ의 억제가 1개월 동안 지속 된 신경병성통증에서도 효과가 나타난다는 것을 확인 하였다. 또한 ZIP 처리에 의한 진통 효과는 4시간 까지는 지속 되지만, 6시간 뒤에는 나타나지 않는 것을 보여주었다. 이러한 연구는 추후 진행 될 만성통증 치료제 개발 연구에 도움을 줄 것이라고 기대 된다.