编辑推荐:
非 NF2神经鞘瘤病(non-NF2 SWN)患者常饱受疼痛困扰,但疼痛原因不明。研究人员建立细胞系,对比 “疼痛” 与 “非疼痛” 肿瘤的条件培养基(CM)。结果发现,疼痛肿瘤 CM 含更高水平细胞因子,会增强小鼠疼痛行为,且受突变影响。该研究有助于理解和治疗相关疼痛。
在神经疾病的神秘领域中,有一种病症常常让患者苦不堪言,那就是非 NF
2神经鞘瘤病(non-NF
2 SWN)。多数患有这种疾病的患者,都被疼痛紧紧纠缠,可奇怪的是,并非所有的肿瘤都会引发疼痛,而且人们也不清楚与 SWN 相关的基因(SMARCB
1或 LZTR
1)突变,是否会对疼痛信号通路产生不同的影响。就像隐藏在黑暗中的谜题,等待着科研人员去揭开它的神秘面纱。为了弄清楚这些问题,来自约翰霍普金斯大学医学院的研究人员踏上了探索之旅,他们开展的这项研究成果发表在了《Scientific Reports》上。
研究人员的这一探索意义重大。他们的研究有助于揭示 non-NF2 SWN 患者疼痛的根源,为开发更有效的治疗方法指明方向,让那些长期被疼痛折磨的患者看到了新的希望。
研究人员为开展这项研究,用到了以下几个主要关键的技术方法:首先,从 2014 年 1 月至 2021 年 3 月,收集约翰霍普金斯大学医学院手术患者的肿瘤样本,建立人神经鞘瘤病细胞系并获取条件培养基(CM);其次,运用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测 CM 中细胞因子水平;再者,利用钙成像技术研究 CM 对小鼠背根神经节(DRG)神经元的影响;最后,通过对小鼠进行 CM 注射实验,并观察急性疼痛行为和使用冯弗雷纤维丝(von Frey filament)测试机械敏感性。
研究结果如下:
- 疼痛的 non-NF2 SWN 肿瘤 CM 中细胞因子和趋化因子水平升高:研究人员在之前研究的基础上,进一步对 9 种细胞因子进行定量 ELISA 检测,发现疼痛肿瘤的 CM 中 IL-6、IL-8、VEGF 和 GDF-15 水平显著高于非疼痛肿瘤的 CM,这表明疼痛肿瘤释放的这些细胞因子可能是伤害感受器致敏的潜在机制。
- 疼痛的神经鞘瘤条件培养基会增加小鼠的疼痛行为:给健康小鼠后爪注射不同的 CM,观察发现,与对照组相比,注射疼痛肿瘤 CM 的小鼠急性疼痛行为明显增加,对较低力量的机械刺激也表现出超敏反应,说明疼痛肿瘤的 CM 会使小鼠对疼痛刺激更加敏感。
- 体外和体内对疼痛和非疼痛 CM 的反应因突变组而异:
- 对培养的 DRG 神经元的影响:用不同突变组肿瘤的 CM 处理 DRG 神经元,发现所有疼痛 CM 都能使神经元对低剂量辣椒素(TRPV1激动剂)敏感,但不同突变组的疼痛 CM 增强反应的程度不同;同时,疼痛的 NEC 突变 CM 对低剂量肉桂醛(TRPA1激动剂)的反应增强更为明显。
- 急性行为反应:考虑突变状态重复小鼠行为实验,发现所有疼痛的 SWN CM 都能增加小鼠舔爪和畏缩行为,但只有 LZTR1疼痛 CM 与非疼痛的 LZTR1 CM 相比,急性疼痛反应增加,且 LZTR1疼痛 CM 引起的急性疼痛反应比 SMARCB1和 NEC 肿瘤的疼痛 CM 更大。
- CM 诱发的对机械刺激的行为超敏反应:不同突变组的疼痛肿瘤 CM 对小鼠机械刺激超敏反应不同。疼痛的 SMARCB1突变肿瘤 CM 在低力刺激下使小鼠后爪对机械疼痛敏感,但这种效果在 24 小时后消退;疼痛的 NEC 突变肿瘤 CM 则引起更显著、持久的超敏反应,对最低测试力(0.02g)就有明显反应,且 24 小时后仍能维持。
- 注射队列 CM 中特定细胞因子和趋化因子的水平:检测体内实验用的 CM 中细胞因子水平,发现疼痛的 NEC CM 中 IL-8、CCL2 和 CCL20 水平高于疼痛的 SMARCB1 CM 和疼痛的 LZTR1 CM;疼痛的 LZTR1 CM 中 GDF-15、CXCL1 和 GM-CSF 水平更高。
研究结论和讨论部分指出,该研究证实了疼痛和非疼痛肿瘤分泌的细胞因子水平存在差异,且对神经元致敏有显著影响。不同突变的疼痛肿瘤 CM 在小鼠体内引起的疼痛超敏反应的程度和持续时间不同,细胞因子含量也不同。这意味着肿瘤突变状态可能影响细胞因子分泌和神经元致敏,为进一步研究 non-NF2 SWN 相关疼痛的病因提供了重要线索。虽然目前的研究还存在一些局限性,如患者疼痛评分的主观性、小鼠模型与人类疼痛体验的差异等,但该研究为后续研究指明了方向,有望推动针对 non-NF2 SWN 患者疼痛的个性化治疗发展,在神经科学和疼痛医学领域具有重要的意义。