TLR2-IRF5-CCL3信号通路在臂丛神经撕裂诱导神经病理性疼痛中的调控机制

《Cell & Bioscience》：Neuron-derived chemokine CCL3 in spinal dorsal horn mediates brachial plexus avulsion-induced neuropathic pain and related central sensitization

　　

摘要

背景

由臂丛神经撕裂（BPA）引起的神经病理性疼痛（NP）对患者的生活造成了毁灭性的影响，然而BPA所致神经病理性疼痛的潜在机制仍知之甚少。BPA可对脊髓相应神经支配区域的背角造成直接损伤。本研究旨在揭示C-C基序趋化因子配体3（CCL3）在BPA诱导的神经病理性疼痛发展过程中在同侧脊髓背角（SDH）中的作用，以及其介导中枢致敏的相关机制。

方法

建立了一种新型BPA小鼠模型，并进行疼痛行为学测试，包括von Frey纤维丝测试、冷板测试和CatWalk步态分析。利用RNA测序检测BPA后同侧颈段脊髓背角中差异表达的基因。通过Western印迹和免疫组织化学（IHC）技术进行定性分析和定量分析，评估同侧脊髓背角中CCL3及其受体CCR1的表达水平。通过药理学抑制CCR1、神经元特异性敲低CCL3以及化学遗传学测试来评估CCL3的镇痛功能。同时利用Western印迹和药理学方法探索了CCL3相关信号通路。

结果

在BPA小鼠的同侧脊髓背角中鉴定出CCL3高表达，并经Western印迹进一步证实。有趣的是，在脊髓背角中，CCL3主要表达于激活的c-fos^Td?Tom及CaMKII阳性神经元中，通过化学遗传学方法抑制这些神经元可缓解BPA小鼠的疼痛。此外，使用CCR1拮抗剂和基因敲低CCL3也可缓解BPA小鼠的疼痛。根据转录组学数据，鉴定出TLR2-IRF5-CCL3为潜在的信号通路，本研究结果支持TLR2-IRF5-CCL3信号通路在镇痛中可能发挥的作用，且这一发现与Western印迹及药理学方法所揭示的该通路调控作用相一致。通过免疫组织化学还发现，由于脊髓背角直接损伤可引起胶质增生，而CCR1拮抗剂可减轻该胶质增生现象。

结论

本研究支持CCL3通过潜在的TLR2-IRF5-CCL3信号通路参与调节BPA诱导的神经病理性疼痛，该通路与我们在脊髓中枢致敏过程中观察到的实验结果一致。研究结果还为神经炎症和胶质细胞激活在慢性疼痛条件下驱动中枢致敏中的作用提供了证据，特别是在BPA暴露后。