Adv Sci丨王凯元、尹毅青，罗裕辉：GPR37激活经抑制破骨细胞生成和神经元过度兴奋缓解骨癌疼痛|巨噬细胞|神经元|肿瘤|骨细胞|骨髓

骨转移是晚期肺癌、乳腺癌等恶性肿瘤的常见并发症，约60-84%的患者会因溶骨性病变引发骨癌痛（Bone Cancer Pain, BCP）。目前临床治疗（如阿片类药物、双膦酸盐）等仅针对单一机制，镇痛效果有限且可能加速肿瘤进展。G蛋白偶联受体37（GPR37）在神经和免疫系统中广泛表达，研究表明通过神经保护素D1（NPD1）或青蒿琥酯（ARU）激活GPR37可显著提高体外培养的腹膜巨噬细胞的吞噬活性，进一步缓解炎症性疼痛和感染性疼痛，但其在BCP中的作用尚未明确。

天津医科大学肿瘤医院王凯元、尹毅青团队与深圳大学罗裕辉团队合作于Advanced Science发表了题为：GPR37 Activation Alleviates Bone Cancer Pain via the Inhibition of Osteoclastogenesis and Neuronal Hyperexcitability的文章，揭示了GPR37作为骨转移患者癌痛治疗新靶点的潜力。

研究发现，向骨癌痛小鼠模型单次鞘内注射NPD1或ARU后，Von Frey测试及丙酮响应实验显示GPR37被激活后的0.5、1、3和5小时疼痛显著减轻；连续12天腹腔注射后，于第7、1 0 、1 4 天行为学测试表明NPD1 或 ARU治疗显著减轻了机械性异常痛，旷场实验证明相较于造模组，治疗组的运动距离和速度显著增加。结果显示，GPR37激动剂可快速、持续性缓解骨癌痛并恢复运动功能。

为验证NPD1和ARU的保护作用是否依赖于GPR37，研究者将LLC细胞植入野生型（WT）小鼠和GPR37敲除 ( Gpr37 -/- ) 小鼠来构建BCP模型,在肿瘤接种后第3至14天静脉注射载体或NPD1。结果表明NPD1在WT小鼠中显著减轻机械痛和冷痛，但在 Gpr37 -/- 小鼠中无缓解作用。进一步研究发现BCP小鼠背根神经节（DRG）中GPR37表达增加，通过RNAscope和免疫染色检测了BCP小鼠DRG中GPR37的表达，与对照小鼠相比，BCP小鼠DRG神经元中GPR37 mRNA表达显著增加。在该结果基础上，研究者利用膜片钳技术发现NPD1和ARU通过GPR37直接降低了BCP小鼠DRG神经元的高兴奋性。

研究团队深入探究了GPR37激活对破骨细胞分化的调控机制。免疫染色证实GPR37在小鼠单核/巨噬细胞系RAW 264.7细胞和骨髓来源巨噬细胞（BMDM）中高表达，这些细胞是破骨前体细胞。在LLC骨癌模型中，连续NPD1或ARU治疗显著减少了肿瘤股骨远端的破骨细胞数量，血清骨吸收标志物CTX-I水平也显著降低，这表明NPD 1 和ARU通过直接抑制癌症诱导的破骨细胞生成来抑制溶解性骨破坏。

体外实验进一步揭示， NPD1或ARU处理显著抑制了TRAP阳性多核破骨细胞的形成，这种抑制作用完全依赖于GPR37。机制研究发现 NPD1和ARU与巨噬细胞中GPR37结合后，显著促进抗炎细胞因子IL-10的释放，使用IL-10中和抗体可逆转ARU对破骨细胞分化的抑制作用，证实IL-10是GPR37激活抑制破骨细胞生成的关键介质。

研究揭示了GPR37激活的双重作用机制：在巨噬细胞中，NPD1或ARU作用于GPR37，通过募集β-arrestin 2促进IL-10的释放，进一步抑制癌症诱导的破骨细胞生成；在DRG神经元和脊髓背角传入末端，GPR37直接激活以 β-arrestin 2依赖的方式抑制动作电位放电和sEPSCs频率，从而抑制癌症诱导的神经元兴奋性。

研究者测量了骨转移癌症患者血浆中的内源性NPD1水平，发现其与疼痛强度和骨吸收标志物CTX- Ⅰ 呈负相关。血浆NPD1水平可作为评估转移性癌症患者骨破坏程度的潜在标志物。

文章揭示了GPR37在巨噬细胞和骨髓细胞中作为破骨前细胞在调节破骨细胞分化中的作用。GPR37通过释放IL-10抑制TME中破骨细胞的过度激活，从而减轻了癌症诱导的骨破坏。此外，作者发现β-arrestin 2是促进IL-10释放和抑制破骨细胞的重要下游介质。这些发现突出了β-arrestin 2在调节免疫反应和伤害感受中的作用，并完成了GPR37信号通路在调节癌症相关骨痛中的信号级联。

本研究发现NPD1或ARU激活GPR37可以减轻急性和持续性BCP，GPR37的激活也可以防止癌症引起的骨破坏，这些发现表明GPR37是BCP外周和中枢机制结合的常见治疗点，在骨转移疼痛方面有很好的应用前景。NPD1可以减轻骨痛和骨破坏，在骨转移的癌症患者中血浆内源性NPD1水平与疼痛强度呈负相关，血浆NPD1水平可作为评估转移性癌症患者骨破坏程度的潜在标志物。