综述:从胶质细胞到疼痛通路:ICAM-1 在神经炎症和神经病变中的核心作用

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Discover Neuroscience

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  本综述聚焦慢性神经性疼痛(NeP),探讨细胞间黏附分子 - 1(ICAM-1)在神经炎症中的关键作用。ICAM-1 通过激活 NF-κB、MAPK、JAK/STAT 等通路,介导胶质细胞活化与免疫细胞浸润,加剧疼痛敏化。文中还讨论其作为治疗靶点的潜力及植物成分调控作用,为 NeP 治疗提供新方向。

  慢性神经性疼痛(NeP)是由神经系统损伤或功能障碍引起的复杂疼痛综合征,常伴随痛觉过敏和异常疼痛感知。其发病与糖尿病、创伤、脊髓损伤及癌症等多种因素相关,涉及中枢和外周神经损伤。尽管机制研究不断深入,但现有治疗手段(如阿片类、NSAIDs、抗抑郁药及加巴喷丁类药物)疗效有限,且无法有效靶向神经炎症机制,因此亟需新型治疗策略。

ICAM-1 的生物学特性与神经炎症调控


细胞间黏附分子 - 1(ICAM-1)是一种跨膜糖蛋白,广泛表达于神经元、胶质细胞(如小胶质细胞、星形胶质细胞)及内皮细胞表面,在免疫细胞黏附、迁移及炎症反应中起核心作用。神经损伤或感染可诱导中枢神经系统(CNS)内 ICAM-1 表达上调,激活小胶质细胞和星形胶质细胞,促使其释放肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 - 1β(IL-1β)等促炎介质,引发神经炎症和中枢敏化,最终导致脊髓神经元过度兴奋,放大疼痛信号。

ICAM-1 调控的关键信号通路


  1. NF-κB 通路
    NF-κB 作为转录因子,在神经炎症启动中起关键作用。其通过识别 ICAM-1 基因启动子区域的特定结合位点,在 TNF-α、IL-6 等刺激下激活,诱导 ICAM-1 转录。抑制 NF-κB 可减少 ICAM-1 表达及免疫细胞浸润,缓解疼痛敏化。
  2. MAPK 通路
    丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)通路(包括 ERK、JNK、p38)在神经炎症中与 ICAM-1 调控密切相关。神经损伤后,促炎细胞因子激活 MAPK,增强 ICAM-1 表达,促进白细胞黏附与迁移。p38 MAPK 在慢性疼痛信号传导中尤为重要,其抑制剂可减轻疼痛行为。
  3. JAK/STAT 通路
    Janus 激酶 / 信号转导和转录激活因子(JAK/STAT)通路在细胞因子驱动的 ICAM-1 表达中起作用。干扰素 -γ(IFN-γ)、IL-6 等刺激可激活 STAT 蛋白,磷酸化后结合 ICAM-1 启动子,促进其表达。在神经病理性疼痛模型中,抑制 JAK/STAT 通路可减少 ICAM-1 水平及神经炎症。
  4. PKC 通路与氧化应激
    蛋白激酶 C(PKC)通过稳定 ICAM-1 mRNA 及激活 NF-κB、AP-1 等转录因子,促进其表达。氧化应激通过产生活性氧(ROS)激活 NF-κB 和 MAPK,诱导 ICAM-1 上调,加剧神经炎症和疼痛。

ICAM-1 在神经病理性疼痛中的致病机制


  1. 免疫细胞浸润与血脑屏障(BBB)破坏
    外周神经损伤后,ICAM-1 介导白细胞(如 T 细胞、巨噬细胞)与内皮细胞黏附,促进其穿越血脑屏障,引发中枢神经炎症。ICAM-1 过度表达可破坏血脑屏障完整性,增加血管通透性,导致水肿和免疫细胞浸润。
  2. 胶质细胞活化的核心作用
    • 小胶质细胞:损伤后激活的 M1 型小胶质细胞通过 ICAM-1/LFA-1 相互作用促进免疫细胞招募,释放促炎介质,加剧神经元损伤和疼痛敏化。
    • 星形胶质细胞:表达 ICAM-1 并与免疫细胞相互作用,释放 TNF-α、IL-1β 等,参与突触可塑性调节,维持慢性疼痛状态。
    • 少突胶质细胞与施万细胞:少突胶质细胞损伤后通过 IL-33/ST2 通路促进疼痛信号传导;施万细胞在周围神经损伤后表达 ICAM-1,通过 MAPK 通路加剧炎症反应。

  3. 性别差异与激素调控
    女性对神经病理性疼痛的敏感性更高,可能与雌激素通过 NF-κB 通路增强 ICAM-1 转录有关。绝经后女性可溶性 ICAM-1 水平升高,与神经炎症及疼痛加剧相关。

靶向 ICAM-1 的治疗潜力与挑战


  1. 现有策略与临床研究
    • 小分子抑制剂:如 JWH-015(CB2 受体激动剂)可下调 ICAM-1 表达,抑制单核细胞迁移;β2 肾上腺素能受体激动剂通过减少 ICAM-1 表达发挥抗炎作用。
    • 植物成分:姜黄素、绿茶提取物(EGCG)等通过抑制 NF-κB、MAPK 通路,减少 ICAM-1 表达,在糖尿病神经病变等模型中显示疗效。
    • 抗体与反义寡核苷酸:抗 ICAM-1 抗体可阻断其与 LFA-1 相互作用,但临床试验(如 ISIS-2302)尚未取得显著突破。

  2. 挑战与未来方向
    • 血脑屏障穿透:ICAM-1 靶向药物需突破血脑屏障限制,纳米载体、受体介导转运等技术为潜在解决方案。
    • 双重靶点策略:结合 ICAM-1 与 NLRP3 炎症小体、NRF2/KEAP1 抗氧化通路等,可能增强抗炎镇痛效果。
    • 个体化治疗:考虑性别、激素状态及遗传因素(如 ICAM-1 基因多态性),优化治疗方案。


结论


ICAM-1 通过调控神经炎症、免疫细胞招募及胶质细胞活化,在慢性神经性疼痛的发生发展中起核心作用。靶向 ICAM-1 及其上游信号通路(NF-κB、MAPK、JAK/STAT 等)为治疗提供了新方向。尽管面临药物递送和脱靶效应等挑战,结合新型载体技术与多靶点策略,有望开发出更有效的镇痛抗炎疗法。未来研究需进一步阐明 ICAM-1 在不同病理状态下的时空表达模式,推动其向临床转化。

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