银纳米颗粒通过调节一氧化氮/诱导型一氧化氮合酶信号通路减轻组胺诱导的小鼠瘙痒

《Nanotechnology, Science and Applications》：Silver Nanoparticles Attenuate Histamine-Induced Pruritus via Modulation of the Nitric Oxide/iNOS Signaling Pathway in Mice

　　

瘙痒是一种引发抓挠行为的不愉快皮肤感觉，与多种炎症性及皮肤性疾病相关。组胺是瘙痒的主要介质，可激活炎症和氧化应激通路。银纳米颗粒（Ag-NPs）具有明确的抗炎、抗氧化、抗菌及促进伤口愈合等特性。本研究旨在探讨Ag-NPs的抗瘙痒效应及其在组胺诱导的小鼠瘙痒模型中通过一氧化氮（NO）信号通路发挥作用的机制。研究人员采用绿色合成法制备银纳米颗粒，并通过紫外-可见光谱（UV-Vis spectroscopy）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及扫描电子显微镜（SEM）进行表征。通过向雄性NMRI小鼠颈背部剃毛处皮内注射组胺（400 μg）建立组胺诱导瘙痒模型。Ag-NPs以1、1.5和2 mg/kg剂量腹腔注射给药。为探究一氧化氮信号通路的作用，小鼠在组胺给药前预先给予一氧化氮合酶抑制剂N^ω-硝基-L-精氨酸甲酯（L-NAME, 1 mg/kg）或氨基胍（AG, 200 mg/kg）。记录抓挠行为，同时评估氧化应激标志物、一氧化氮水平、神经生长因子（NGF）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）表达及组织病理学变化。结果显示，组胺给药增加了小鼠皮肤组织中的抓挠行为、一氧化氮产生、NGF水平、氧化应激及iNOS基因表达。Ag-NPs治疗显著减轻组胺诱导的抓挠行为并降低一氧化氮产生。Ag-NPs还通过提高谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）和过氧化氢酶（catalase）水平，同时降低脂质过氧化（LPO）水平，改善抗氧化状态。此外，Ag-NPs治疗显著降低NGF水平并抑制iNOS mRNA表达。组织病理学检查显示，Ag-NPs治疗组皮肤结构明显改善，组织损伤减少。Ag-NPs与一氧化氮合酶抑制剂联合应用时抗瘙痒效应进一步增强，提示NO/iNOS信号通路的参与。结论：银纳米颗粒对小鼠组胺诱导瘙痒具有抗瘙痒活性，其保护效应与抑制NO/iNOS通路、减轻氧化应激、调节NGF表达及减弱炎症反应相关。这些发现提示Ag-NPs可能是治疗瘙痒性疾病的潜在策略。

瘙痒是皮肤科及系统性疾病的常见症状，严重影响患者生活质量。组胺作为瘙痒的关键介质，通过激活皮肤感觉神经纤维上的组胺受体触发瘙痒信号。组胺还可增加一氧化氮合酶（NOS）活性，促进一氧化氮（NO）生成，进而激活炎症与氧化应激通路。近年来，纳米医学为皮肤病治疗提供了新方向，其中银纳米颗粒（Ag-NPs）因其抗炎、抗氧化及促进修复等特性备受关注。然而，Ag-NPs在瘙痒治疗中的潜力及其分子机制尚不明确。为此，研究人员在《Nanotechnology, Science and Applications》发表了这项研究，旨在探讨绿色合成Ag-NPs对组胺诱导小鼠瘙痒的抗瘙痒效应，并阐明NO/诱导型一氧化氮合酶（iNOS）信号通路在其作用机制中的参与。

该研究使用的关键技术方法包括：采用黄花苜蓿（Melilotus indicus）叶水提物绿色合成Ag-NPs，并通过UV-Vis光谱、FTIR及SEM进行表征；建立雄性NMRI小鼠组胺诱导瘙痒模型，通过行为学视频分析记录抓挠次数；采用Griess法检测亚硝酸盐水平间接反映NO含量；运用分光光度法测定脂质过氧化（LPO）、谷胱甘肽（GSH）、谷胱甘肽S-转移酶（GST）及过氧化氢酶等氧化应激标志物；通过ELISA检测神经生长因子（NGF）蛋白水平；采用RT-PCR定量分析iNOS mRNA表达；并进行H&E染色组织病理学观察。

研究结果显示，Ag-NPs成功合成并表征。UV-Vis光谱在300-350 nm处显示特征性表面等离子体共振（SPR）吸收峰，FTIR证实了O-H、CH₂及羰基等有机功能基团的存在，SEM显示颗粒平均粒径8-20 nm，部分存在聚集现象。行为学结果表明，组胺组小鼠抓挠次数显著增加（约310次/小时），而Ag-NPs（2 mg/kg）与组胺联合给药组抓挠次数降至约65次/小时，与阳性对照西替利嗪组（约35次/小时）效果相当。单纯Ag-NPs组与生理盐水对照组无显著差异，表明其效应具有瘙痒特异性。剂量效应实验显示，1、1.5和2 mg/kg Ag-NPs均显著减少抓挠行为，呈一定剂量依赖性。

一氧化氮水平检测结果显示，组胺显著升高皮肤组织亚硝酸盐水平，而Ag-NPs联合组胺 treatment显著降低亚硝酸盐浓度，其效果与L-NAME、AG及西替利嗪相似，提示NO通路参与Ag-NPs的抗瘙痒机制。氧化应激标志物检测表明，组胺显著升高LPO水平并降低GSH、GST及过氧化氢酶活性；Ag-NPs treatment逆转上述改变，降低LPO同时恢复抗氧化酶活性，且与NO合酶抑制剂联用时效果增强。NGF水平检测显示，组胺显著升高NGF表达，Ag-NPs treatment显著抑制组胺诱导的NGF过表达，L-NAME、AG及西替利嗪亦具类似效果。iNOS基因表达分析表明，组胺组iNOS mRNA表达较对照组升高2.7倍，而Ag-NPs、L-NAME、AG及西替利嗪treatment均显著下调iNOS转录水平。组织病理学结果显示，组胺组出现表皮增厚、广泛坏死及细胞膜完整性破坏，而Ag-NPs单独或联合NO合酶抑制剂treatment均显著改善组织结构，减少细胞坏死，恢复表皮完整性。

讨论部分，研究人员指出组胺通过H1和H4受体激活瘙痒特异性神经通路，本研究建立的组织胺诱导模型有效模拟了这一病理过程。Ag-NPs的绿色合成方法确保了其生物安全性，其抗瘙痒效应与既往ZnO纳米颗粒研究一致。NO作为短效气体信号分子，在特应性皮炎、银屑病等瘙痒性疾病中过度产生，本研究证实NO/iNOS通路在组胺诱导瘙痒中的关键作用。Ag-NPs可能通过直接占据酶活性位点抑制iNOS活性，或通过抗氧化作用间接调节该通路。氧化应激与瘙痒密切相关，组胺通过升高LPO、消耗抗氧化物加剧氧化损伤，而Ag-NPs通过上调GSH、GST、过氧化氢酶并降低LPO发挥保护作用。此外，NGF作为神经-免疫互作的关键因子，在炎症状态下表达上调，Ag-NPs对NGF的调控可能有助于控制神经源性炎症。本研究综合运用行为学、生物化学、分子生物学及组织病理学方法，证实Ag-NPs通过氧化应激/NGF/NO多通路发挥抗瘙痒效应。

研究结论为：本研究证实银纳米颗粒对组胺诱导的小鼠瘙痒具有抗瘙痒活性，其保护效应与抑制NO/iNOS通路、减轻氧化应激、调节NGF表达及减弱炎症反应相关，为瘙痒性疾病的纳米医学治疗提供了实验依据。