东莨菪碱通过阻断树突状细胞M1受体介导的IL-23产生改善银屑病

《The Journal of Immunology》：Scopolamine ameliorates psoriasis by blocking M1 receptor–mediated IL-23 production in dendritic cells

　　

银屑病是一种涉及复杂神经免疫交互的慢性炎症性皮肤病。然而，其具体机制和治疗靶点仍不明确。本研究中，一项初步临床试验表明，静脉注射东莨菪碱（scopolamine，一种毒蕈碱受体拮抗剂）可显著改善银屑病患者的皮损。与此一致，东莨菪碱在咪喹莫特（IMQ）诱导的小鼠模型中减轻了炎症。代谢组学分析鉴定乙酰胆碱（ACh）为银屑病皮肤中显著上调的神经递质，且外源性ACh加重了炎症表型。为精确定位细胞靶点，单细胞RNA测序揭示树突状细胞（DC）——而非T细胞或巨噬细胞——独特地共表达神经交互受体和致病性细胞因子Il23a。机制上，东莨菪碱竞争性抑制ACh与DC上M₁毒蕈碱受体（M₁R）的结合，从而抑制白细胞介素（IL）-23的分泌。该治疗效应在DC特异性M₁R缺失小鼠中得到重现。至关重要的是，M₁R缺陷的保护效应可被重组IL-23给药所消除，而东莨菪碱无法抑制直接注射IL-23所诱导的炎症，证实其作用于细胞因子释放的上游。综上，研究人员的发现提供了有力证据，表明东莨菪碱通过拮抗升高的ACh并阻断DC中M₁受体介导的IL-23释放来治疗银屑病。

**论文解读**

**一、研究背景与问题**

银屑病（psoriasis）是一种以角质形成细胞加速增殖、形成红斑隆起鳞屑性斑块为特征的自身免疫性皮肤病。其发病机制的核心在于树突状细胞（DC）和T细胞共同协调的白细胞介素（IL）-23/T17轴。尽管IL-23这一促炎细胞因子在银屑病加重中的作用已被认识，但诱导IL-23释放的上游触发因素仍不明确。当前银屑病的治疗策略在疗效、费用和复发方面存在局限性。近年来，关于神经参与局部皮肤炎症的研究发现为治疗提供了新的机遇。皮肤中神经纤维的浸润、神经递质（如降钙素基因相关肽和乙酰胆碱）的释放以及神经免疫交互作用，可能成为创新的治疗靶点。

在神经递质中，乙酰胆碱（ACh）通过分布于全身包括皮肤的多种受体发挥其作用。银屑病患者皮损中ACh及ACh受体水平升高，伴随炎症反应加剧和角质形成细胞增殖增加，提示ACh信号参与银屑病发病。东莨菪碱（scopolamine）是一种来源于曼陀罗的毒蕈碱型乙酰胆碱受体（mAChR）拮抗剂，临床常用作麻醉前用药。研究人员此前已开展一项初步临床试验，证明静脉注射东莨菪碱可显著改善顽固性银屑病患者的皮损，但其背后的生物学机制完全未知——治疗效应究竟是通过全身神经调控还是直接作用于皮肤免疫细胞？涉及的具体受体亚型和下游信号通路亦未被阐明。基于此，研究人员开展了本项机制研究。

**二、研究内容与意义**

研究人员在本研究中展示了东莨菪碱在银屑病患者和IMQ诱导的银屑病小鼠模型中均发挥显著治疗作用。东莨菪碱通过竞争性结合DC上的M₁毒蕈碱受体（M₁R），拮抗ACh的作用，进而调控IL-23的产生。该研究揭示了皮肤环境中神经递质与免疫细胞之间此前未被认识的交互关系，并阐明了传统麻醉剂东莨菪碱的新药理特性，为开发超越当前疗法局限性的创新神经免疫调控治疗奠定了基础。

**三、关键技术方法**

研究人员在瑞金医院招募了5名中重度斑块型银屑病患者（22–50岁）进行初步临床试验（注册号：ChiCTR1900022721），患者接受静脉东莨菪碱输注（0.04 mg/kg），每周3–4次，共12周。动物实验使用C57BL/6、Chrm1^?/?、Chrm1^fl/fl和CD11c^cre小鼠品系，采用IMQ涂抹耳部皮肤诱导银屑病样模型。代谢组学分析利用AB Sciex QTRAP 6500液相色谱-质谱（LC-MS）系统对小鼠耳部神经递质进行定量。单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析使用了公共数据集（GSE205790、CRA028265），通过Seurat R软件包进行数据处理、降维聚类和神经交互模块评分。骨髓移植实验通过致死剂量辐照受体小鼠并重建WT或Chrm1^?/?供体骨髓，产生嵌合小鼠。条件性敲除采用CD11c-Cre;Chrm1^fl/fl系统实现DC特异性M₁R缺失。体外研究使用骨髓来源树突状细胞（BMDC），以R848和脂多糖刺激，结合ACh和/或东莨菪碱处理，通过流式细胞术和ELISA检测IL-23表达与分泌。此外还采用组织病理学、免疫组化、qPCR、Western blotting等方法进行验证。

**四、研究结果**

**静脉东莨菪碱给药缓解银屑病患者症状**：研究独立验证队列纳入了曾对包括IL-17靶向生物制剂在内的系统性治疗无反应的顽固性银屑病患者。经过12周静脉东莨菪碱治疗，全部5例患者皮损较基线均显著改善，银屑病面积与严重程度指数（PASI）评分降低幅度为25%至90%。

**东莨菪碱改善IMQ诱导的小鼠银屑病样皮肤炎症**：东莨菪碱以剂量依赖性方式（0.5 mg/kg和1.0 mg/kg）减轻小鼠耳部肿胀、红斑和鳞屑，显著抑制耳厚度增加，并减少表皮棘层肥厚。功能上，东莨菪碱处理显著降低了真皮中产生IL-17A的γδT细胞比例，并下调了皮损中Il23a的mRNA表达。

**东莨菪碱通过M₁R改善IMQ诱导的银屑病样皮损**：研究人员使用选择性拮抗剂进行药理学筛选，发现M₁R拮抗剂哌仑西平（pirenzepine）在减轻表皮增生方面效果最为显著。基因验证显示M₁R缺陷（Chrm1^?/?）小鼠在IMQ诱导后耳肿胀减轻，皮损严重度和棘层肥厚均明显低于野生型对照。

**选择性靶向造血细胞上的M₁ACh受体发挥治疗作用**：骨髓移植嵌合小鼠实验表明，造血系统细胞缺失M₁R（WT-KO组）比基质细胞缺失M₁R（KO-WT组）更能有效缓解银屑病样炎症，表现为耳厚度减少更显著，表皮Ki67⁺增殖细胞比例降低。

**银屑病中ACh升高加剧疾病表现**：LC-MS代谢组学分析显示IMQ处理小鼠与对照组之间存在显著代谢差异，ACh是银屑病皮损中显著上调的代谢物。外源性ACh给药加重了IMQ诱导小鼠的耳肿胀、鳞屑和表皮增厚。scRNA-seq分析进一步揭示，2型传统树突状细胞（cDC2）和迁移性DC亚群独特地高表达神经导向/交互受体（如Plxna1、Plxnd1、App）和致病性细胞因子Il23a，神经交互模块评分在DC中最高，提示DC是感知神经递质信号并将其转化为炎症输出的主要响应细胞。

**东莨菪碱通过拮抗DC中M₁R介导的IL-23产生改善银屑病**：流式细胞术显示IMQ诱导炎症期间DC上的M₁R表达显著上调，且可被东莨菪碱动态调控，而T细胞上的M₁R表达保持不变；体外分化实验中东莨菪碱亦未改变初始CD4⁺或CD8⁺T细胞向Th17或Tc17亚群的分化。在BMDC中，ACh刺激显著增强IL-23p19表达和IL-23蛋白分泌，而东莨菪碱可有效抑制该效应。DC特异性M₁R条件性敲除（cKO）小鼠在IMQ诱导后表皮增生减轻，真皮中IL-23表达降低。相反，在直接皮内注射重组IL-23诱导的模型中，东莨菪碱失去了抗炎效果。重组IL-23回补实验消除了DC特异性M₁R缺失的保护表型，恢复了严重炎症和棘层肥厚。

**五、讨论与结论**

本研究揭示了mAChR拮抗剂东莨菪碱通过抑制ACh与DC上M₁R的结合，阻断IL-23分泌，进而调控IL-23/T17经典炎症通路，从而治疗银屑病。该发现揭示了银屑病中胆碱能系统与免疫系统之间此前未被认识的连接。在小规模临床试验中，曾对IL-17抗体等生物制剂和小分子治疗无反应的患者经东莨菪碱治疗后病情获得改善。皮肤炎症区域受神经和免疫系统共同调控：银屑病皮损中神经纤维密度增加可导致神经递质释放增加，而ACh作为胆碱能系统在免疫系统和皮肤中均存在的组分，其水平升高提示其在疾病发生发展中具有调节作用。通过骨髓移植和Cre/loxP系统的研究确认DC是介导ACh-M₁R信号通路改善银屑病的主要细胞类型，东莨菪碱作为神经免疫界面的"守门人"，阻止神经刺激的DC许可致病性T细胞活化。总之，东莨菪碱通过拮抗ACh-M₁信号通路发挥银屑病治疗价值，揭示神经递质是银屑病发病中此前被忽视的驱动因素，靶向特定神经递质及其受体的治疗策略代表了银屑病治疗的创新方向。该研究也存在局限性，包括小规模初步试验缺乏安慰剂对照。未来需进一步阐明M₁R调控DC中IL-23的精确分子机制和相关信号通路，并系统筛选神经递质拮抗剂以发现新的治疗靶点。