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皮肤神经支配包括连接感觉小体并负责触觉的有髓Aβ纤维，以及包括有髓Aδ纤维和无髓C纤维在内的游离神经末梢，这些纤维检测温度并传递疼痛信号，此外还通过释放神经肽诱导神经源性炎症。此外，研究人员最近发现皮肤神经支配能够检测触发或调节免疫反应（如TH1、TH2或TH
皮肤神经支配包括连接感觉小体并负责触觉的有髓Aβ纤维，以及包括有髓Aδ纤维和无髓C纤维在内的游离神经末梢，这些纤维检测温度并传递疼痛信号，此外还通过释放神经肽诱导神经源性炎症。此外，研究人员最近发现皮肤神经支配能够检测触发或调节免疫反应（如TH1、TH2或TH17反应）的病原体，这进一步增加了研究这些神经免疫相互作用在皮肤病中的兴趣。为此，越来越多的努力致力于开发能够在2D和3D培养系统中再现皮肤神经支配与各种皮肤细胞类型之间相互作用的体外模型。在必须维持在气液界面以促进表皮分化的皮肤模型中结合感觉神经元和雪旺细胞是复杂的。此外，引导神经突通过真皮迁移以与角质形成细胞接触仍然是一个主要挑战。最先进的组织工程化3D模型可以再现含有血管网络和免疫细胞的神经支配皮肤，同时使用从患者获得的细胞重现疾病表型。此外，这些模型通过将神经元与微电极阵列连接，能够实时监测神经元电活动。皮肤神经支配的体外建模和重现皮肤疾病的表型，应该能够促进针对神经支配的新疗法开发取得重大进展，其关键优势是比传统抗炎治疗引起更少的副作用。
以下是对论文主体部分的总结，保留小标题并符合内容：
**1 引言**
皮肤神经系统包括感觉和自主纤维，检测从轻触到温度和疼痛的刺激。感觉神经释放神经肽，如P物质（SP）和降钙素基因相关肽（CGRP），作为疼痛介质和炎症调节剂，影响免疫和内皮细胞，形成功能性神经免疫对话。自主纤维调节血管张力、出汗和血流，参与热稳态和组织保护。角质形成细胞通过产生细胞因子、趋化因子、神经营养因子和神经递质，主动参与该系统。神经炎症由免疫细胞与C和Aδ感觉神经纤维的相互作用定义，但分子机制尚未完全理解，部分由于实验模型限制。组织工程方法结合感觉神经元、角质形成细胞、成纤维细胞、内皮细胞和免疫细胞，提供了研究神经免疫相互作用的工具。本综述总结了神经网络与皮肤细胞的复杂相互作用，并评估了当前体外模型。
**2 皮肤神经支配的解剖学和生理学**
**2.1 皮肤感觉神经支配的结构和组织**
皮肤感觉神经纤维是背根神经节（DRG）中神经元的末梢，分为三种主要类型：C纤维（无髓，传导速度慢，占体感皮肤神经支配的约80%，分为肽能和非肽能亚型）、Aδ纤维（薄髓，传导速度5–30 m/s，介导快速疼痛和温度检测）和Aβ纤维（大直径，厚髓，传导速度>30 m/s，与无害机械感觉相关）。C纤维进一步分为肽能、非肽能、C触觉和机械不敏感型。Aδ纤维表达TRPM8、TRPV1和PIEZO2等分子。Aβ纤维包括低阈值机械感受器（LTMR）和高阈值机械感受器（HTMR）。
**2.2 皮肤感觉模态**
**2.2.1 体温调节和自主神经支配**
自主皮肤纤维主要为无髓C纤维，表达酪氨酸羟化酶、多巴胺β-羟化酶和神经肽Y（NPY）的肾上腺素能纤维支配小动脉和立毛肌；胆碱能纤维表达囊泡乙酰胆碱转运体、CGRP、SP和血管活性肠肽（VIP），主要支配汗腺。交感激活通过释放去甲肾上腺素、NPY和ATP引起血管收缩，而主动血管舒张由胆碱能系统介导。副交感纤维也参与血管舒缩和出汗功能。压力诱导的交感神经过度激活可通过释放去甲肾上腺素导致毛囊黑素细胞干细胞耗竭，引起白发。
**2.2.2 触觉感知**
Aβ纤维通过慢适应（SA）和快适应（FA）机械感受器单元区分触觉，连接至Meissner小体、Pacini小体、Ruffini小体等。SA-I和FA-I单元具有小感受野，分别与Merkel细胞-神经突复合体和Meissner小体相关；SA-II和FA-II单元具有大感受野，与Ruffini末梢和Pacinian小体相关。C触觉纤维对轻柔抚摸和相似温度敏感，主要围绕毛囊分布。
**2.2.3 温度感知**
C纤维通过TRPM2、TRPV1、TRPM3和TRPA1通道介导温热和有害热检测。Aδ纤维通过TRPM8介导冷检测，阈值约25°C。C纤维也参与冷感觉，包括双模温度响应的2型C纤维和冷特异性C纤维。角质形成细胞通过TRPV3参与热感知。
**2.2.4 疼痛感知**
Aδ纤维介导急性、锐痛，传导快；C纤维介导延迟、灼痛。C纤维分为机械-热响应单元（CMH）和机械不敏感单元（CMi），后者通过敏化机制在慢性疼痛中起关键作用。TRPV1阳性C纤维是疼痛长期增强的主要诱导者。Aβ纤维通过低阈值机械感受器通路介导异常性疼痛，但也具有镇痛作用。
**2.2.5 痒觉**
痒觉主要检测低严重性危险信号，如过敏原或蚊虫叮咬。组胺能痒依赖机械不敏感C纤维通过组胺受体1（H1R）。非组胺能痒涉及CMi和Aδ纤维，通过TRPV1、TRPA1、Mas相关G蛋白偶联受体（Mrgpr）和胸腺基质淋巴细胞生成素（TSLP）受体。痒感可通过抓挠、热、冷或薄荷醇缓解。
**2.3 神经源性炎症**
组织损伤引发轴突反射，导致神经肽释放。C和Aδ纤维通过TRPV1激活释放神经肽，如SP激活核因子κB（NF-κB）和活化T细胞核因子（NF-AT）通路，CGRP激活ERK1/2和JNK MAPK通路。垂体腺苷酸环化酶激活多肽（PACAP）促进树突状细胞迁移。肽能神经元通过SP促进肥大细胞激活，而非肽能神经元通过谷氨酸释放抑制肥大细胞过度反应。
**2.4 神经对免疫反应的调节及其病原体感知**
感觉神经元通过TRP通道、嘌呤能P2X通道、机械敏感离子通道、G蛋白偶联受体和细胞因子受体检测病原体，包括金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、炭疽杆菌、单纯疱疹病毒1型（HSV1）、白色念珠菌和曼氏血吸虫。这些相互作用触发情境依赖的免疫机制。
**2.4.1 神经对TH1免疫反应的调节**
感觉和交感神经支配总体下调TH1免疫反应。化脓性链球菌通过链球菌溶血素S激活伤害感受器，释放CGRP抑制中性粒细胞募集。金黄色葡萄球菌通过Nav1.8+神经元释放CGRP抑制中性粒细胞并促进M2巨噬细胞极化。HSV1通过Nav1.8+神经元抑制中性粒细胞浸润，同时促进CD8 T细胞扩增。交感神经通过去甲肾上腺素激活β2肾上腺素受体，减少IL-12、增加IL-10分泌。
**2.4.2 神经对TH2免疫反应的调节**
TRPV1阳性神经元感知过敏原，释放SP，激活树突状细胞迁移和TH2分化，以及通过MRGPRX2受体诱导肥大细胞脱颗粒。CGRP诱导朗格汉斯细胞促进TH2反应。在特应性皮炎中，IL-13、IL-31和TSLP增强TRPV1、TRPA1和TRPV3表达，加剧瘙痒和神经源性炎症。非肽能神经元通过谷氨酸释放抑制肥大细胞。副交感神经通过乙酰胆碱刺激毒蕈碱和尼古丁受体，诱导肥大细胞脱颗粒和TH2极化。
**2.4.3 神经对TH17免疫反应的调节**
CGRP从激活的感觉神经元释放，驱动树突状细胞产生IL-23，导致TH17免疫反应，γδT细胞分泌IL-17A，募集中性粒细胞。CGRP可通过cAMP/PKA信号诱导TH17激活，同时抑制TH1反应。CGRP对T细胞的作用可能通过CRLR/RAMP3受体增强TH1反应。
**2.5 感觉神经元与皮肤细胞之间的相互作用**
角质形成细胞与表皮内神经纤维形成紧密物理接触，通过连接蛋白43斑块进行双向信号交流。感觉神经元释放神经肽激活角质形成细胞MAPK信号，而角质形成细胞通过ATP释放激活感觉神经元。感觉神经元通过释放VIP、CGRP和SP增加成纤维细胞增殖和分化。黑素细胞与神经纤维形成突触样接触，CGRP诱导角质形成细胞释放黑素营养因子。朗格汉斯细胞支持非肽能神经元，而CGRP抑制其抗原呈递。
**3 皮肤神经支配的体外模型**
**3.1 传统2D培养系统**
将神经元与角质形成细胞共培养可研究特定相互作用，使用从患者的角质形成细胞或诱导多能干细胞（iPSCs）分化的感觉神经元。这些系统可重现表皮内神经末梢的包绕和功能对话，但无法同时组合多种细胞类型，且缺乏三维结构。
**3.2 微流控和器官芯片**
微流控通过分隔化培养室和微沟槽控制神经突生长，用于研究药物毒性、神经病变如化疗诱导周围神经病变（CIPN）和糖尿病神经病变。3D神经支配皮肤模型使用凝胶柱支撑，可测试伤口愈合、表皮神经支配和血管生成。
**3.3 组织工程化3D神经支配皮肤模型**
**3.3.1 传统3D模型**
通过组织工程重建真皮，使用胶原海绵或自组装成纤维细胞片。添加神经元可构建感觉神经突网络，通过NGF梯度引导轴突迁移。雪旺细胞促进神经突延伸，iPSC来源的雪旺细胞可形成髓鞘。模型可包含毛囊结构，并用于研究伤口愈合、瘙痒和神经源性炎症。使用患者细胞可模拟疾病表型，如糖尿病、特应性皮炎和银屑病。在银屑病模型中，辣椒素诱导的神经肽释放通过CGRP加重角质形成细胞过度增殖。
**3.3.2 当前神经支配皮肤模型中神经免疫功能验证的局限性**
尚缺乏免疫活性神经支配皮肤模型，除再神经支配皮肤外植体模型（保留肥大细胞）和富含下皮来源细胞的模型（检测到CD68阳性细胞）。整合免疫细胞仍具挑战，但微流控系统已开发出集成免疫细胞的新方法。
**3.3.3 生物打印方法**
3D生物打印可再现皮肤层次结构，使用天然聚合物和交联机制，已成功整合血管网络，但尚未用于功能性神经支配皮肤模型。
**3.3.4 3D皮肤芯片模型**
将神经元与3D皮肤构建物整合面临挑战，需在气液界面下维持神经突生长和表皮分化。通过高密度微电极阵列（HD-MEAs）可实时记录神经元电活动，响应表面施加的化合物。理想模型应包含灌注系统、毛细血管网络和免疫细胞，但尚未完全实现。
**4 讨论**
**4.1 3D神经支配皮肤模型的发展前景**
iPSC来源的神经元功能成熟度低且个体差异大，鼠DRG神经元虽多样但为动物来源。自主神经元的整合和免疫细胞的缺失仍待解决。混合模型存在种间兼容性问题。表皮分层不完美、支架收缩和芯片材料吸收等问题需优化。尽管存在挑战，这些模型为理解慢性皮肤病和开发靶向疗法提供了机遇，如抗CGRP抗体治疗银屑病可能比传统免疫抑制疗法副作用更少。
**5 结论**
皮肤神经支配长期被忽视，但其在温度、疼痛和触觉感知之外，还通过神经源性炎症和病原体检测调节免疫反应（TH1、TH2、TH17）。体外模型从2D向3D发展，最先进模型结合了神经元、雪旺细胞、成纤维细胞、角质形成细胞和内皮细胞。下一步将整合免疫细胞，并置于微电极阵列上实时监测电活动，以研究皮肤病机制和筛选新药。
