脊髓刺激减轻瘙痒样行为与皮炎：脊髓抑制性神经元集群的作用及GRPR与交感信号的相关性降低

《Brain Stimulation》：Spinal Cord Stimulation Attenuates Itch-Like Behavior and Dermatitis: Contribution of a Spinal Inhibitory Neuronal Ensemble and Associated Reductions in GRPR and Sympathetic Signaling

　　

背景：慢性炎性瘙痒由痒觉通路、搔抓所致皮肤损伤、免疫细胞浸润及自主神经免疫信号之间的相互交互作用维持。脊髓刺激（spinal cord stimulation, SCS）已知可重塑背角感觉处理过程，但其是否在皮炎相关瘙痒中调节神经免疫炎症尚不清楚。方法：研究人员利用急性致痒原诱发瘙痒和小鼠2,4-二硝基氟苯（DNFB）诱导的慢性皮炎模型，检测低频与高频脊髓刺激对瘙痒样行为、皮肤炎症、脊髓GRPR相关神经元激活及交感相关神经免疫变化的影响。结合活性依赖性FosTRAP2标记与化学遗传学激活或抑制，以检验HF-SCS/TRAP定义的神经元集群的功能贡献。结果：脊髓刺激减少了致痒原诱发的舔咬行为及慢性DNFB相关瘙痒样行为，同时伴有表皮增生、T细胞浸润以及皮损中IL-1β/TNF-α相关炎症信号的下降。HF-SCS增加了背角中显著的Pax2⁺抑制性神经元组分内的c-Fos活性。HF-SCS/TRAP定义神经元集群的化学遗传学再激活重现了与SCS相关的行为和皮肤效应，而化学遗传学抑制则损害了刺激的保护效力。脊髓刺激还伴随GRPR相关神经元激活减少和Grpr表达下降。解剖示踪表明HF-SCS/TRAP定义的神经元集群与ChAT⁺交感节前神经元存在关联，而HF-SCS伴随皮肤和脊髓中间外侧区交感相关标志物减少。结论：这些发现将脊髓刺激确定为先临床神经调控方法，可减轻皮炎相关瘙痒和皮肤神经炎症。数据支持HF-SCS/TRAP定义的神经元集群（富含Pax2⁺抑制性神经元）的功能贡献，而GRPR相关活性及交感相关信号的降低仍为关联性发现。

**论文解读：脊髓刺激通过脊髓抑制性神经元集群减轻炎性瘙痒与皮炎**

**一、研究背景与问题**

慢性瘙痒是炎症性皮肤病中最令人痛苦和致残的症状之一。特应性皮炎、接触性皮炎等患者常遭受持续瘙痒，严重影响睡眠、注意力，并诱发焦虑与社交退缩，即使强化局部或全身治疗也往往难以控制。瘙痒不仅是症状，更是自我强化的病理循环的一部分：搔抓虽可短暂缓解，但反复搔抓机械性破坏表皮屏障，加重局部炎症，暴露并致敏外周神经末梢，从而进一步加剧瘙痒，形成“瘙痒—搔抓—炎症”的恶性循环。因此，有效治疗不仅要短暂抑制瘙痒感知，还需阻断维持皮肤炎症和屏障损伤的神经免疫过程。脊髓背角浅层是整合痒觉输入和下行调控的关键部位，脊髓GRPR相关神经元参与痒觉传递，尤其在炎症状态下脊髓痒觉信号增强。同时，背角抑制性中间神经元提供内源性感觉处理制动，恢复脊髓抑制张力可能对抗病理性瘙痒放大。脊髓刺激（SCS）是治疗慢性神经病理性疼痛和炎性疼痛的成熟神经调控疗法，部分机制涉及背角抑制机制和脊髓感觉处理重塑。然而，尽管SCS在疼痛领域广泛应用，其在皮炎相关瘙痒中的研究极少，仅限于难治性神经病理性或烧伤后瘙痒的孤立病例报告。SCS能否减轻炎性瘙痒并改善相关皮肤病理尚不清楚。

**二、研究目的与主要方法**

研究人员利用急性致痒原诱发瘙痒和DNFB诱导的慢性炎性皮炎小鼠模型，系统评估低频（100 Hz）和高频（5 kHz）SCS对后肢定向瘙痒样舔咬行为、皮肤病理、GRPR相关脊髓活动及交感相关标志物的影响。采用FosTRAP2活性依赖性标记结合化学遗传学激活（hM3Dq）和抑制（hM4Di）技术，检验HF-SCS/TRAP定义的神经元集群的功能贡献。主要技术方法包括：行为学测试（急性致痒原注射后舔咬记录、DNFB慢性皮炎模型）、脊髓电刺激（硬膜外电极植入）、免疫荧光染色与免疫组织化学、RNAscope原位杂交、qPCR、ELISA、脊髓内病毒注射、HSV顺行示踪和PRV逆行示踪。实验使用成年雄性Fos-CreERT2小鼠和C57BL/6小鼠，所有动物程序经上海交通大学动物伦理委员会批准（A2026160）。

**三、主要研究结果**

**1. SCS抑制急性和慢性炎性瘙痒**
在急性瘙痒模型中，组胺、氯喹和化合物48/80皮内注射诱导强烈的后肢定向舔咬行为，而低频或高频SCS在刺激期间显著减少舔咬时间过程和累积持续时间，且刺激停止后仍有短期残余抑制。在DNFB慢性皮炎模型中，治疗阶段（第17–21天）每日2小时SCS显著减轻慢性舔咬行为，最终评估日（第22天）仍有效。

**2. SCS促进慢性炎性皮肤病变恢复**
SCS治疗小鼠的皮炎临床评分显著降低，肉眼可见皮肤病变减轻。H&E染色显示SCS减少DNFB诱导的表皮增生和真皮炎症浸润。免疫组化显示SCS显著减少CD4⁺和CD8⁺ T细胞浸润，降低IL-1β和TNF-α表达。

**3. HF-SCS增加背角Pax2⁺抑制性神经元活性**
c-Fos与Pax2共标分析显示，HF-SCS显著增加背角I–VI层中c-Fos⁺神经元内Pax2⁺的比例，且刺激后1小时仍保持富集。分层分析显示，刺激后即刻浅层（I–II）和深层（III–VI）Pax2⁺/c-Fos⁺神经元均增加，但1小时后浅层回落至基础水平，深层仍保持显著升高。FosTRAP2活性依赖性标记证实HF-SCS/TRAP定义的神经元集群中约40%为Pax2⁺抑制性神经元。

**4. 化学遗传学激活HF-SCS/TRAP集群重现SCS效应**
在无电刺激条件下，CNO激活HF-SCS/TRAP标记的hM3Dq神经元显著抑制氯喹、组胺和化合物48/80诱发的急性瘙痒，并减轻DNFB慢性皮炎中的急性激发和慢性自发性舔咬行为。激活还降低了皮炎严重评分、表皮增生、IL-1β、TNF-α以及CD4⁺/CD8⁺浸润，且不影响运动活动或协调能力。

**5. 化学遗传学抑制HF-SCS/TRAP集群削弱SCS保护作用**
在抑制实验中，hM4Di介导的集群沉默显著逆转SCS对急性致痒原和DNFB慢性瘙痒的抑制效果，提高了舔咬时间。同时，SCS的皮肤保护作用丧失：皮炎严重评分升高，表皮增生加重，IL-1β、TNF-α和CD4⁺/CD8⁺浸润不再减少。

**6. SCS与GRPR相关活性降低及解剖下游标记**
与假刺激相比，LF-SCS和HF-SCS显著减少组胺、氯喹、化合物48/80和DNFB条件下浅层背角c-Fos⁺/GRPR⁺神经元数量，并降低脊髓Grpr mRNA水平。HSV顺行示踪显示HF-SCS/TRAP定义的神经元集群可投射至GRPR⁺中间神经元群，在解剖上存在下游联系。

**7. HF-SCS与交感相关信号减少相关**
解剖示踪发现HF-SCS/TRAP集群标记的神经元与脊髓中间外侧柱（IML）中ChAT⁺交感节前神经元存在重叠，且皮肤PRV逆行示踪显示这些神经元参与皮肤定向自主回路。DNFB条件下皮肤去甲肾上腺素（NE）水平升高，HF-SCS降低NE水平。免疫染色显示DNFB增加皮肤TH⁺交感纤维在PGP9.5⁺神经网中的比例，HF-SCS显著减少该比例。PRV示踪显示HF-SCS减少DNFB诱导的皮肤PRV⁺神经元数量、IML中PRV⁺神经元数量以及ChAT⁺交感节前神经元的c-Fos激活。

**四、讨论与结论**

讨论部分指出，SCS的抗瘙痒和皮肤保护作用最强机制证据支持HF-SCS/TRAP定义的富含Pax2⁺抑制性神经元的集群的功能贡献。GRPR相关和交感相关发现为伴随刺激的候选通路。SCS通过激活脊髓抑制环路中断“瘙痒—搔抓—炎症”循环，同时降低GRPR相关痒觉传递和交感神经参与。研究局限性包括：仅使用雄性小鼠；交感成分未用直接因果干预验证；GRPR相关结论基于关联性数据；未区分化学痒和机械痒；FosTRAP2标记窗口包含自发活动。结论部分总结：SCS是一种神经调控方法，可减轻炎性瘙痒样行为和皮炎样皮肤病理，支持HF-SCS/TRAP集群（富含Pax2⁺抑制性神经元）的功能贡献，GRPR和交感相关变化仍为关联性发现。该研究为脊髓神经调控治疗难治性瘙痒性皮肤病提供了机制基础和转化依据。论文发表于《Brain Stimulation》。