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【编辑推荐】为探究衰老及损伤对周围神经系统的影响，研究人员以小鼠和人类背根神经节（DRG）为对象，发现衰老和外周神经损伤可诱导 DRG 神经元衰老，其表达 p16、p21、IL6 等标志物，清除衰老细胞可改善痛觉行为。该研究为慢性疼痛治疗提供新方向。
随着人口老龄化加剧，与年龄相关的慢性疼痛问题日益突出。然而，衰老如何影响周围神经系统功能，尤其是衰老和损伤对背根神经节（Dorsal Root Ganglion, DRG）神经元的作用机制尚不明确。目前已知，中枢神经系统的衰老与阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病密切相关，但外周神经系统（Peripheral Nervous System, PNS）在衰老过程中的变化及其与疼痛等感觉功能障碍的关联却知之甚少。细胞衰老作为衰老和损伤的共同特征，会产生促炎的衰老相关分泌表型（Senescence-Associated Secretory Phenotype, SASP），可能在其中发挥关键作用。因此，揭示 DRG 神经元衰老在衰老和神经损伤中的作用，对于理解慢性疼痛的发生机制及开发新的治疗方法具有重要意义。
为解决上述问题，斯坦福大学（Stanford University）的研究人员开展了一系列研究，相关成果发表在《Nature Neuroscience》上。他们通过多种实验手段，深入探讨了衰老和外周神经损伤对 DRG 神经元衰老的影响，以及清除衰老细胞对疼痛行为的改善作用。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：
- 模型构建：建立年轻（约 3 个月）和老年（约 24 个月）雌雄小鼠的 spared nerve injury（SNI）模型，模拟外周神经损伤。
- 衰老标志物检测：运用 RNAscope 技术检测衰老标志物 p16<>、p21、IL6 的 RNA 表达，结合 SA-β-gal 活性染色和 ELISA 检测 IL6 蛋白水平。
- 电生理分析：通过全细胞膜片钳记录技术，分析衰老神经元的电生理特性，如兴奋性变化。
- 细胞清除实验：使用 senolytic 药物 ABT263 清除衰老细胞，评估对疼痛行为的影响。
- 人类样本分析：对年轻（约 32 岁）和老年（约 65 岁）人类供体的 DRG 组织进行 RNAscope 和免疫组化分析，验证小鼠实验结果。
研究结果
衰老导致小鼠 DRG 神经元衰老标志物积累
通过 SA-β-gal 活性染色发现，老年小鼠 DRG 中衰老细胞明显多于年轻小鼠，且多数为初级感觉神经元。RNAscope 结果显示，老年小鼠 DRG 中 p16<>、p21<>神经元比例显著增加，且 IL6<>神经元及 p21<>IL6<>共表达神经元数量也增多，血浆中 IL6 蛋白水平升高，表明衰老促进 DRG 神经元衰老及炎症因子释放。
神经损伤诱导小鼠 DRG 神经元衰老
SNI 模型显示，年轻小鼠损伤后 DRG 中 p21、p16 及 SASP 因子 IL6、IL1β、Ccl2 等表达显著增加，且损伤神经元（ATF3<>）和非损伤神经元均出现衰老标志物表达。老年小鼠损伤后，p16<>神经元更早且更持续地增加，提示衰老小鼠损伤后更易进入晚期衰老状态。此外，损伤后 IL6<>神经元中大部分表达 p21 或 p16，表明神经损伤驱动 DRG 神经元异质性衰老，且衰老神经元是 IL6 的主要来源。
衰老神经元具有 nociceptor 样表型和高兴奋性
电生理分析发现，表达 p16、IL6 的神经元多属于高放电表型的 nociceptor（Trpv1<>），其动作电位半宽度较宽，符合 nociceptor 特征。IL6 处理可增加衰老标志物表达神经元的放电次数，表明 IL6 通过旁分泌作用增强衰老神经元的兴奋性，这可能是疼痛发生的重要机制。
清除衰老细胞改善疼痛行为
使用 ABT263 清除衰老细胞后，老年和年轻小鼠的机械痛觉过敏阈值显著提高，受伤肢体的负重能力改善，且未对正常感觉和运动功能产生明显影响。老年小鼠的改善效果更持久，提示清除衰老细胞对衰老相关疼痛的治疗效果更优。
人类 DRG 神经元随年龄增长出现衰老
人类 DRG 组织分析显示，老年供体中 p21<>、p16<>、IL6<>神经元比例增加，且 IL6<>神经元中 p21 和 / 或 p16 共表达比例更高。Trpv1<>nociceptor 中衰老标志物表达随年龄增加而增多，与小鼠结果一致，验证了 DRG 神经元衰老在人类中的存在及与年龄的相关性。
研究结论与讨论
本研究首次系统揭示了衰老和外周神经损伤可诱导 DRG 神经元衰老，其特征为 p16、p21 等衰老标志物及 IL6 等 SASP 因子的表达，且衰老神经元主要为 Trpv1<>nociceptor，具有高兴奋性，通过释放 IL6 进一步增强神经元兴奋性，促进疼痛发生。清除衰老细胞可显著改善疼痛行为，为慢性疼痛，尤其是衰老相关慢性疼痛的治疗提供了新靶点 ——DRG 神经元衰老。
该研究不仅拓展了对周围神经系统衰老机制的认识，还为开发以 senolytic 药物为基础的慢性疼痛治疗策略提供了实验依据。未来研究可进一步探索衰老神经元在不同疼痛类型中的作用及特异性清除衰老细胞的方法，以提高治疗的精准性和安全性。
