角质形成细胞与TRPV1感觉神经元互作在慢性神经性瘙痒遗传可控小鼠模型中的机制研究

本研究通过构建Phox2a谱系特异性表达tTA-GCaMP6的转基因小鼠模型，揭示了角质形成细胞（keratinocytes）异常激活触发TRPV1+ 感觉神经元敏化，导致慢性神经性瘙痒（neuropathic itch）的分子机制。该模型具有时空可控特性，证实κ-阿片受体激动剂纳呋拉啡（nalfurafine）和加巴喷丁（gabapentin）可有效缓解瘙痒，为临床难治性瘙痒提供了新型干预靶点。

　　

研究背景

慢性瘙痒作为临床难题，其神经环路机制尚未完全阐明。角质形成细胞作为皮肤体感系统关键组分，通过释放胸腺基质淋巴细胞生成素（TSLP）、白细胞介素33（IL-33）等因子激活感觉神经元，但遗传可控的神经性瘙痒模型仍属空白。本研究利用Phox2a-Cre与TIGRE 2.0报告系统杂交，构建了可诱导的慢性瘙痒模型。

模型构建与表型特征

通过将Phox2a-Cre小鼠与携带tTA2和GCaMP6的Ai162/Ai148系杂交，获得Phox2a; tTA-GCaMP6双转基因小鼠。该模型在5周龄时出现自发性肩部抓挠行为，伴随进行性加重的双侧皮肤损伤。关键发现包括：

1. 药理学特征：抓挠行为对加巴喷丁（30 mg/kg）和κ-阿片受体激动剂纳呋拉啡（20 μg/kg）敏感，但对吗啡（10 mg/kg）和抗组胺药西替利嗪无反应，符合神经性瘙痒特征。
2. 遗传基础：通过对比Ai96（无tTA）、Ai162（GCaMP6s）和Ai148（GCaMP6f）系，证实瘙痒表型依赖tTA而非GCaMP6表达。

角质形成细胞的核心作用

命运图谱分析揭示Phox2a-Cre（而非Phox2b-Cre）谱系包含肩部特异性角质形成细胞群体：

• 空间特异性：tdTomato报告基因表达区域与抓挠损伤区域精确重叠，胚胎期即显现颈部边界明确的表达模式。
• 功能验证：KRT14-CreER小鼠局部涂抹4-羟基他莫昔芬（4-OHT）后，2-3个月后诱导出相同表型；全身性他莫昔芬激活则引发腹颈部病变。

神经环路机制

1. 外周神经依赖：TRPV1⁺
   感觉神经元消融（树脂毒素RTX处理）需3个月才完全抑制抓挠，提示非TRPV1神经元参与维持瘙痒。
2. 中枢敏化：背角神经元磷酸化ERK1/2（pERK）上调，加巴喷丁通过抑制脊髓背角敏化发挥作用。

干预策略

1. 遗传调控：强力霉素（Dox）抑制tTA活性可完全预防表型，成年期给药仍能部分缓解。
2. 靶向治疗：局部应用Gi-DREADD（hM4Di）激活角质形成细胞Gα_i
   信号，10天内显著逆转皮肤损伤。

临床意义

该模型首次实现神经性瘙痒的时空可控诱导，揭示角质形成细胞-TRPV1⁺
神经元-脊髓背角通路的级联激活机制，为特应性皮炎、银屑病等慢性瘙痒疾病提供精准治疗思路。尤其值得注意的是，Gα_i
信号通路干预策略具有转化为基因疗法的潜力。