成纤维细胞和壁细胞亚群在神经病理性疼痛神经结扎模型中的作用

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Brain, Behavior, and Immunity 8.8

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  神经病理性疼痛治疗棘手,为探究其机制,研究人员以小鼠创伤性疼痛神经病变模型为对象,研究基质细胞。发现 Pdgfrb?成纤维细胞和壁细胞数量增加,表达大量促痛介质,且人周细胞可激活感觉神经元。为治疗提供新方向。

  
神经病理性疼痛如同隐藏在人体中的 “幽灵”,常由手术或神经卡压等物理损伤引发,患者常描述为 “电击样”“灼烧样” 剧痛,且难以根治。目前多数研究聚焦于免疫细胞,如巨噬细胞、自然杀伤细胞等在疼痛发生中的作用,但对基质细胞如成纤维细胞、壁细胞的关注较少。然而,越来越多证据表明,成纤维细胞亚型及其释放的介质可能在神经病理性疼痛中扮演重要角色,尤其是 NOTCH3?、PDGFRB?等特定细胞亚群在慢性炎症中普遍存在。在此背景下,英国伦敦国王学院(King’s College London)的研究团队开展了相关研究,旨在揭示基质细胞在神经病理性疼痛中的具体作用,为治疗提供新靶点。该研究成果发表在《Brain, Behavior, and Immunity》,为神经病理性疼痛机制研究和治疗策略开发带来新曙光。

研究人员主要采用了以下关键技术方法:利用小鼠部分坐骨神经结扎(PSNL)模型模拟创伤性神经病变;通过流式细胞术(FACS)对 Pdgfrb?成纤维细胞和 Pdgfrb?/Cd146?壁细胞进行分选和计数;运用单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)和批量 RNA 测序分析细胞基因表达谱;借助组织透明化和免疫染色技术观察细胞在神经组织中的定位;利用人诱导多能干细胞(iPSC)衍生的感觉神经元和人神经周细胞系,通过条件培养基孵育和 Western Blot 实验验证细胞间信号传递。

3.1 神经成纤维细胞和壁细胞富含促痛介质


通过 scRNA-seq 对 PSNL 模型小鼠神经基质细胞分析,发现 11 个细胞簇,包括成纤维细胞、壁细胞等。Pdgfrb?成纤维细胞和壁细胞高表达白细胞介素 - 6(IL-6)、神经生长因子(NGF)、C-C 基序趋化因子配体 2(CCL2)和白血病抑制因子(LIF)等已知和潜在促痛介质,且在多个独立数据集验证了这一结果。

3.2 壁细胞数量在神经损伤后持续增加


流式细胞术显示,PSNL 后 5 天及 2 个月,Cd146?/Pdgfrb?壁细胞数量显著增加。组织透明化实验表明,慢性损伤时神经远端壁细胞数量明显增多,且损伤部位及下游区域基质细胞失调最为显著,提示与瓦勒变性(Wallerian degeneration)相关。

3.3 批量 RNA 测序揭示疼痛相关介质上调


对分选的 Pdgfrb?成纤维细胞和壁细胞进行批量测序,发现神经损伤后两者基因表达显著改变,大量促痛介质如 IL-6、CCL2、LIF 等上调。配体 - 受体分析显示,壁细胞与感觉神经元间的信号交互更为丰富,尤其是 IL-6、LIF 等通过 JAK/STAT 通路直接作用于感觉神经元。

3.4 人神经周细胞表达促痛介质


在人胎盘和坐骨神经来源的周细胞系中,检测到 IL-6、NGF、CCL2 等促痛介质表达,且经细胞因子刺激后分泌增加,而白血病抑制因子(LIF)未被检测到,提示种属或细胞来源差异。

3.5 周细胞条件培养基激活感觉神经元


人神经周细胞刺激后的条件培养基可诱导 iPSC 衍生感觉神经元中信号转导和转录激活因子 3(STAT3)磷酸化,而 STAT3 磷酸化与感觉神经元激活密切相关,直接证实周细胞释放的介质可激活感觉神经元。

结论与讨论


研究表明,Pdgfrb?成纤维细胞和壁细胞在神经损伤后数量增加,高表达促痛介质,并通过分泌 IL-6、LIF 等激活感觉神经元,在神经病理性疼痛中起关键作用。这一发现拓展了对神经病理性疼痛机制的认识,提示基质细胞异常是疼痛发生的重要环节,为治疗提供了新方向,如靶向 Pdgfrb?细胞或其分泌的促痛介质。此外,研究还发现壁细胞亚型(如周细胞和平滑肌细胞)在促痛介质表达上的差异,为进一步精准干预奠定基础。该研究不仅加深了对神经 - 基质细胞互作的理解,也为关节炎、糖尿病神经病变等其他慢性疼痛疾病的研究提供了参考,有望推动针对基质细胞的新型镇痛药物开发,为众多神经病理性疼痛患者带来希望。

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