脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞群參與神經(jīng)病理性疼痛的緩解和復(fù)發(fā)

1. 周圍神經(jīng)損傷 (PNI) 后疼痛超敏反應(yīng)的緩解需要CD11c+脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞的參與

神經(jīng)系統(tǒng)的損害會(huì)引起軀體感覺神經(jīng)元細(xì)胞和非神經(jīng)元細(xì)胞特別是小膠質(zhì)細(xì)胞功能的改變，從而導(dǎo)致神經(jīng)病理性疼痛的產(chǎn)生和發(fā)展。在周圍神經(jīng)損傷（PNI，一種神經(jīng)病理性疼痛模型）后，脊髓背角 (SDH)的小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)迅速作出反應(yīng)，如形態(tài)、細(xì)胞數(shù)量和基因表達(dá)水平等發(fā)生改變，這些變化都是疼痛發(fā)展所必需的過程；然而，小膠質(zhì)細(xì)胞具有高度可塑性，不同基因表達(dá)顯現(xiàn)出不同的功能及形態(tài)上的差異，并且小膠質(zhì)細(xì)胞群在神經(jīng)元發(fā)育和疾病發(fā)展過程中同樣會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。

由于大腦中表達(dá)CD11c（也稱為整合素αX,ITGAX）的小膠質(zhì)細(xì)胞在幾種神經(jīng)疾病模型中都有增加；因此，該研究重點(diǎn)關(guān)注了CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞在PNI后參與神經(jīng)病理性疼痛緩解與復(fù)發(fā)的過程。通過使用Itgax-Venus 小鼠（其CD11c

細(xì)胞表達(dá)Venus 熒光蛋白），發(fā)現(xiàn)SDH 中的Venus

細(xì)胞在正常小鼠和假手術(shù)小鼠中很少被觀察到，但在PNI 后明顯增加。Venus 的表達(dá)局限于IBA1

和CD11b

、嘌呤能受體P2Y12R

、Hexb

小鼠tdTomato

(tdT

)細(xì)胞，這使得小膠質(zhì)細(xì)胞的可視化成為可能。在部分tdT

和P2Y12R

小膠質(zhì)細(xì)胞中觀察到了Venus

細(xì)胞；此外，來自骨髓嵌合體小鼠和脾切除小鼠的數(shù)據(jù)排除了外周衍生細(xì)胞參與形成Venus

細(xì)胞；所以，該研究將SDH 中的Venus

細(xì)胞稱為CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞。為探究CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞在神經(jīng)病理性疼痛不同階段的變化情況，研究者通過流式細(xì)胞術(shù)發(fā)現(xiàn)CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞在 PNI 造模后第14 天達(dá)到峰值，CD11c 不表達(dá) (CD11c

) 的小膠質(zhì)細(xì)胞在PNI 后的第7 天達(dá)到峰值。此外，CD11c 高表達(dá) (CD11c

) 的小膠質(zhì)細(xì)胞在PNI 后第35 天達(dá)到峰值；這時(shí)，機(jī)械刺激縮足反射閾值 (MWT) 已恢復(fù)到基線。因此，在PNI 誘導(dǎo)的痛覺超敏反應(yīng)中，CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)在SDH 中，即使在疼痛緩解后仍然存在。

為進(jìn)一步探究CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞的作用，研究者使用

-DTR-EGFP 小鼠（CD11c

細(xì)胞表達(dá)白喉毒素受體DTRs 和增強(qiáng)型綠色熒光蛋白 EGFP），鞘內(nèi)注射白喉毒素 (DTX) 耗盡CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞，然后進(jìn)行疼痛行為測(cè)試，發(fā)現(xiàn)CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞剔除的小鼠未能從痛覺超敏反應(yīng)中自發(fā)恢復(fù)。相反，PBS 處理的

-DTR-EGFP 小鼠和DTX 處理的野生型 (WT) 小鼠（未刪除CD11c

細(xì)胞），在造模后，其MWT 顯著降低，14 天后又逐漸恢復(fù)。因此，認(rèn)為CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞在緩解神經(jīng)病理性疼痛中發(fā)揮了作用。

第三，園區(qū)雖然設(shè)置了大量的攝像頭，可是動(dòng)物園管理人員是否經(jīng)常查看錄像？假設(shè)動(dòng)物園安排了專人事實(shí)的查看監(jiān)控?cái)z像，應(yīng)當(dāng)可以更加及時(shí)的發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情并安排施救方案等緊急應(yīng)對(duì)方案。但實(shí)際情況表明，動(dòng)物園方并未在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)老虎襲人的發(fā)生，而是受害者丈夫向巡邏車內(nèi)的工作人員求救后動(dòng)物園方才發(fā)現(xiàn)并開展救援的。由此可見，動(dòng)物園方在對(duì)于監(jiān)控錄像的監(jiān)管方面存在著漏洞。

2. IGF1 是 CD11c+小膠質(zhì)細(xì)胞恢復(fù)痛覺超敏所必需的一種細(xì)胞因子

該研究對(duì)PNI 后的Itgax-Venus 小鼠SDH 中的小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行了RNA 測(cè)序，發(fā)現(xiàn)CD11c

和CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞具有不同的轉(zhuǎn)錄特征。該研究分析了PNI 造模后第35 天SDH 中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞的差異表達(dá)基因 (DEG)，并重點(diǎn)關(guān)注了胰島素樣生長因子1 基因(

)。熒光定量PCR 結(jié)果證實(shí)， PNI造模后CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞中

mRNA 增加，并在第35 天達(dá)到峰值。研究者通過原位雜交檢測(cè)到SDH 中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞

的 mRNA 表達(dá)。為了確定IGF1 的作用，該研究使用Itgax-Cre;

小鼠敲除CD11c

細(xì)胞中的IGF1，發(fā)現(xiàn)PNI 后小鼠沒有從痛覺超敏反應(yīng)中恢復(fù)。然后，用他莫昔芬處理Cx3cr1

;

小鼠敲除 CX3CR1

細(xì)胞（所有小膠質(zhì)細(xì)胞和中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關(guān)巨噬細(xì)胞的一類細(xì)胞群）中的

基因，也獲得了類似的結(jié)果。對(duì)PNI 小鼠反復(fù)鞘內(nèi)注射IGF1 中和抗體可抑制疼痛緩解，而對(duì)PNI 小鼠反復(fù)鞘內(nèi)注射重組IGF1 可加速疼痛緩解。在神經(jīng)元中也觀察到IGF1，但敲除SDH 神經(jīng)元中的

并未改變 PNI 誘導(dǎo)的超敏反應(yīng)。因此，CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞的 IGF1 對(duì)于神經(jīng)性疼痛的自發(fā)緩解是必要的。

3. AXL 通過吞噬髓鞘碎片參與PNI 誘導(dǎo)的SDH 中CD11chigh 小膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)

在炎性疼痛模型中，研究者發(fā)現(xiàn)SDH 中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞并沒有增加。據(jù)此數(shù)據(jù)推測(cè)，CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞的出現(xiàn)是 PNI 特有的改變。研究者通過足底注射saporin-CTB（損傷有髓神經(jīng)纖維）發(fā)現(xiàn)SDH 中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞增加，而足底注射saporin-IB4（損傷無髓神經(jīng)纖維）CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞則沒有變化。以上結(jié)果結(jié)合SDH 中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)與吞噬作用相關(guān)基因的事實(shí)，表明PNI 后脊髓CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞的出現(xiàn)可能與受損的初級(jí)傳入纖維的髓鞘吞噬作用有關(guān)。分離PNI 造模后Itgax-Venus 小鼠的脊髓CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行原代培養(yǎng)，顯示細(xì)胞對(duì)髓鞘碎片的吞噬增加；在PNI 造模后的SDH 中，溶酶體 (CD68

) 中含有髓鞘堿性蛋白 (MBP) 的CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞增加。電鏡結(jié)果顯示PNI 造模后脊髓中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬了髓鞘顆粒。向正常的Itgax-Venus 小鼠脊髓內(nèi)注射純化的髓鞘碎片，會(huì)誘導(dǎo)髓鞘碎片的吞噬并導(dǎo)致CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞增加。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，PNI 造模后脊髓中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)

mRNA，AXL 是酪氨酸激酶受體家族TAM (TYRO3,AXL, MERTK)的一員，與髓鞘碎片的吞噬有關(guān)。Mertk 而不是Tyro3 的mRNA 也表達(dá)，但其水平在CD11c

和 CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞之間，PNI 后沒有改變。Itgax-Venus 小鼠PNI 后的免疫熒光顯示AXL 蛋白表達(dá)在脊髓CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞中。敲除

顯著降低了CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量和

的表達(dá)，并且抑制了疼痛自發(fā)緩解。通過比較分選的SDH 小膠質(zhì)細(xì)胞TAM 受體和

在PNI 后的時(shí)間表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)

的峰值表達(dá)與Itgax 的峰值表達(dá)相匹配，并在

mRNA 之前。因此，AXL 可能通過吞噬髓鞘碎片參與PNI 誘導(dǎo)的SDH 中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)。

4. 剔除 CD11c+小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)使 PNI 誘導(dǎo)的痛覺超敏復(fù)發(fā)

CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞在 SDH 中能保留很長一段時(shí)間，即使在疼痛超敏反應(yīng)的行為消失后也依然存在。PNI 術(shù)后35 天，小鼠縮足閾值已恢復(fù)至基線水平；此時(shí)，利用Itgax-DTR-GFP 小鼠剔除CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞后，導(dǎo)致痛覺超敏復(fù)發(fā)。已有數(shù)據(jù)支持SDH中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞在復(fù)發(fā)性疼痛中的作用，該數(shù)據(jù)顯示 DTX 對(duì)WT 小鼠的MWT 沒有影響，周圍其他組織CD11c

細(xì)胞的缺失同樣沒有影響。類似的，PNI 術(shù)后第37、39 天給予他莫昔芬特異性敲除Cx3cr1

;

小鼠小膠質(zhì)細(xì)胞中的

，也會(huì)引起疼痛超敏復(fù)發(fā)。此外，鞘內(nèi)注射中和抗體抗IGF1#1 或IGF1 受體抑制劑JB-1 也導(dǎo)致了超敏反應(yīng)的再次出現(xiàn)。因此，脊髓中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的IGF1 以持續(xù)的方式抑制了疼痛超敏。另外，PNI 后 SDH 中CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞的出現(xiàn)和它們?cè)谏窠?jīng)病理性疼痛中的作用無性別差異。

什么是糟糕的婚姻？24年來，他們拼命按照自己的標(biāo)準(zhǔn)去改造對(duì)方，反抗——強(qiáng)迫接受——更激烈的抗?fàn)帯獝佬叱膳瓫_突不斷后，他們把家當(dāng)成睡覺的酒店。

5. 討論

該研究表明，CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)于神經(jīng)病理性疼痛的緩解和復(fù)發(fā)至關(guān)重要。這意味著，盡管小鼠在 PNI 幾周后似乎表現(xiàn)出正常的行為反應(yīng)，但這并不是由于病理改變的過敏狀態(tài)的正常化，而是由于持續(xù)的疼痛促進(jìn)和抑制之間的動(dòng)態(tài)平衡，這種平衡主要涉及CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞IGF1 的表達(dá)；小膠質(zhì)細(xì)胞向這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變部分與AXL 和髓鞘的吞噬作用有關(guān)。脊髓 IGF1 對(duì)疼痛的抑制作用可能與包括調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動(dòng)，星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)在內(nèi)的多重效應(yīng)有關(guān)。在神經(jīng)疾病模型的小鼠大腦中，CD11c

小膠質(zhì)細(xì)胞也顯示增加。因此，該發(fā)現(xiàn)能夠?yàn)樯窠?jīng)病理性疼痛和其他病理癥狀疾病治療策略的制訂提供一條途徑。