神經(jīng)系統(tǒng)的損害會引起軀體感覺神經(jīng)元細胞和非神經(jīng)元細胞特別是小膠質(zhì)細胞功能的改變,從而導致神經(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)細胞會迅速作出反應,如形態(tài)、細胞數(shù)量和基因表達水平等發(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)細胞具有高度可塑性,不同基因表達顯現(xiàn)出不同的功能及形態(tài)上的差異,并且小膠質(zhì)細胞群在神經(jīng)元發(fā)育和疾病發(fā)展過程中同樣會發(fā)生相應變化。
由于大腦中表達CD11c(也稱為整合素αX,ITGAX)的小膠質(zhì)細胞在幾種神經(jīng)疾病模型中都有增加;因此,該研究重點關注了CD11c
小膠質(zhì)細胞在PNI后參與神經(jīng)病理性疼痛緩解與復發(fā)的過程。通過使用Itgax-Venus 小鼠(其CD11c
細胞表達Venus 熒光蛋白),發(fā)現(xiàn)SDH 中的Venus
細胞在正常小鼠和假手術小鼠中很少被觀察到,但在PNI 后明顯增加。Venus 的表達局限于IBA1
和CD11b
、嘌呤能受體P2Y12R
、Hexb
小鼠tdTomato
(tdT
)細胞,這使得小膠質(zhì)細胞的可視化成為可能。在部分tdT
和P2Y12R
小膠質(zhì)細胞中觀察到了Venus
細胞;此外,來自骨髓嵌合體小鼠和脾切除小鼠的數(shù)據(jù)排除了外周衍生細胞參與形成Venus
細胞;所以,該研究將SDH 中的Venus
細胞稱為CD11c
小膠質(zhì)細胞。為探究CD11c
小膠質(zhì)細胞在神經(jīng)病理性疼痛不同階段的變化情況,研究者通過流式細胞術發(fā)現(xiàn)CD11c
小膠質(zhì)細胞在 PNI 造模后第14 天達到峰值,CD11c 不表達 (CD11c
) 的小膠質(zhì)細胞在PNI 后的第7 天達到峰值。此外,CD11c 高表達 (CD11c
) 的小膠質(zhì)細胞在PNI 后第35 天達到峰值;這時,機械刺激縮足反射閾值 (MWT) 已恢復到基線。因此,在PNI 誘導的痛覺超敏反應中,CD11c
小膠質(zhì)細胞出現(xiàn)在SDH 中,即使在疼痛緩解后仍然存在。
為進一步探究CD11c
小膠質(zhì)細胞的作用,研究者使用
-DTR-EGFP 小鼠(CD11c
細胞表達白喉毒素受體DTRs 和增強型綠色熒光蛋白 EGFP),鞘內(nèi)注射白喉毒素 (DTX) 耗盡CD11c
小膠質(zhì)細胞,然后進行疼痛行為測試,發(fā)現(xiàn)CD11c
小膠質(zhì)細胞剔除的小鼠未能從痛覺超敏反應中自發(fā)恢復。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
細胞),在造模后,其MWT 顯著降低,14 天后又逐漸恢復。因此,認為CD11c
小膠質(zhì)細胞在緩解神經(jīng)病理性疼痛中發(fā)揮了作用。
第三,園區(qū)雖然設置了大量的攝像頭,可是動物園管理人員是否經(jīng)常查看錄像?假設動物園安排了專人事實的查看監(jiān)控攝像,應當可以更加及時的發(fā)現(xiàn)險情并安排施救方案等緊急應對方案。但實際情況表明,動物園方并未在第一時間發(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物園方才發(fā)現(xiàn)并開展救援的。由此可見,動物園方在對于監(jiān)控錄像的監(jiān)管方面存在著漏洞。
該研究對PNI 后的Itgax-Venus 小鼠SDH 中的小膠質(zhì)細胞進行了RNA 測序,發(fā)現(xiàn)CD11c
和CD11c
小膠質(zhì)細胞具有不同的轉(zhuǎn)錄特征。該研究分析了PNI 造模后第35 天SDH 中CD11c
小膠質(zhì)細胞的差異表達基因 (DEG),并重點關注了胰島素樣生長因子1 基因(
)。熒光定量PCR 結(jié)果證實, PNI造模后CD11c
小膠質(zhì)細胞中
mRNA 增加,并在第35 天達到峰值。研究者通過原位雜交檢測到SDH 中CD11c
小膠質(zhì)細胞
的 mRNA 表達。為了確定IGF1 的作用,該研究使用Itgax-Cre;
小鼠敲除CD11c
細胞中的IGF1,發(fā)現(xiàn)PNI 后小鼠沒有從痛覺超敏反應中恢復。然后,用他莫昔芬處理Cx3cr1
;
小鼠敲除 CX3CR1
細胞(所有小膠質(zhì)細胞和中樞神經(jīng)系統(tǒng)相關巨噬細胞的一類細胞群)中的
基因,也獲得了類似的結(jié)果。對PNI 小鼠反復鞘內(nèi)注射IGF1 中和抗體可抑制疼痛緩解,而對PNI 小鼠反復鞘內(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 誘導的超敏反應。因此,CD11c
小膠質(zhì)細胞的 IGF1 對于神經(jīng)性疼痛的自發(fā)緩解是必要的。
在炎性疼痛模型中,研究者發(fā)現(xiàn)SDH 中CD11c
小膠質(zhì)細胞并沒有增加。據(jù)此數(shù)據(jù)推測,CD11c
小膠質(zhì)細胞的出現(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)細胞則沒有變化。以上結(jié)果結(jié)合SDH 中CD11c
小膠質(zhì)細胞表達與吞噬作用相關基因的事實,表明PNI 后脊髓CD11c
小膠質(zhì)細胞的出現(xiàn)可能與受損的初級傳入纖維的髓鞘吞噬作用有關。分離PNI 造模后Itgax-Venus 小鼠的脊髓CD11c
小膠質(zhì)細胞進行原代培養(yǎng),顯示細胞對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)細胞增加。電鏡結(jié)果顯示PNI 造模后脊髓中CD11c
小膠質(zhì)細胞吞噬了髓鞘顆粒。向正常的Itgax-Venus 小鼠脊髓內(nèi)注射純化的髓鞘碎片,會誘導髓鞘碎片的吞噬并導致CD11c
小膠質(zhì)細胞增加。研究進一步發(fā)現(xiàn),PNI 造模后脊髓中CD11c
小膠質(zhì)細胞表達
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。Mertk 而不是Tyro3 的mRNA 也表達,但其水平在CD11c
和 CD11c
小膠質(zhì)細胞之間,PNI 后沒有改變。Itgax-Venus 小鼠PNI 后的免疫熒光顯示AXL 蛋白表達在脊髓CD11c
小膠質(zhì)細胞中。敲除
顯著降低了CD11c
小膠質(zhì)細胞數(shù)量和
的表達,并且抑制了疼痛自發(fā)緩解。通過比較分選的SDH 小膠質(zhì)細胞TAM 受體和
在PNI 后的時間表達模式,發(fā)現(xiàn)
的峰值表達與Itgax 的峰值表達相匹配,并在
mRNA 之前。因此,AXL 可能通過吞噬髓鞘碎片參與PNI 誘導的SDH 中CD11c
小膠質(zhì)細胞出現(xiàn)。
CD11c
小膠質(zhì)細胞在 SDH 中能保留很長一段時間,即使在疼痛超敏反應的行為消失后也依然存在。PNI 術后35 天,小鼠縮足閾值已恢復至基線水平;此時,利用Itgax-DTR-GFP 小鼠剔除CD11c
小膠質(zhì)細胞后,導致痛覺超敏復發(fā)。已有數(shù)據(jù)支持SDH中CD11c
小膠質(zhì)細胞在復發(fā)性疼痛中的作用,該數(shù)據(jù)顯示 DTX 對WT 小鼠的MWT 沒有影響,周圍其他組織CD11c
細胞的缺失同樣沒有影響。類似的,PNI 術后第37、39 天給予他莫昔芬特異性敲除Cx3cr1
;
小鼠小膠質(zhì)細胞中的
,也會引起疼痛超敏復發(fā)。此外,鞘內(nèi)注射中和抗體抗IGF1#1 或IGF1 受體抑制劑JB-1 也導致了超敏反應的再次出現(xiàn)。因此,脊髓中CD11c
小膠質(zhì)細胞介導的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)細胞的出現(xiàn)和它們在神經(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準去改造對方,反抗——強迫接受——更激烈的抗爭——惱羞成怒……沖突不斷后,他們把家當成睡覺的酒店。
該研究表明,CD11c
小膠質(zhì)細胞對于神經(jīng)病理性疼痛的緩解和復發(fā)至關重要。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,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)的疼痛促進和抑制之間的動態(tài)平衡,這種平衡主要涉及CD11c
小膠質(zhì)細胞IGF1 的表達;小膠質(zhì)細胞向這種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變部分與AXL 和髓鞘的吞噬作用有關。脊髓 IGF1 對疼痛的抑制作用可能與包括調(diào)節(jié)神經(jīng)元活動,星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞炎癥反應在內(nèi)的多重效應有關。在神經(jīng)疾病模型的小鼠大腦中,CD11c
小膠質(zhì)細胞也顯示增加。因此,該發(fā)現(xiàn)能夠為神經(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。