综述:CCL17/CCL22-CCR4轴在疼痛发病机制中的作用:免疫介导机制与治疗机遇的综合评述
《Molecular Neurobiology》:The CCL17/CCL22–CCR4 Axis in Pain Pathogenesis: A Comprehensive Review of Immune-Mediated Mechanisms and Therapeutic Opportunities
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时间:2025年11月27日
来源:Molecular Neurobiology 4.3
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本综述系统阐述了CCL17(胸腺和活化调节趋化因子,TARC)与CCL22(巨噬细胞源性趋化因子,MDC)通过其共同受体CCR4在疼痛通路中的核心作用。文章揭示了该轴在关节炎性疼痛、神经病理性疼痛及术后炎性疼痛中的特异性调控机制,指出靶向CCR4可抑制小胶质细胞活化及促痛性细胞因子(如IL-1β、IL-18)释放,直接阻断感觉神经元兴奋性,为开发非阿片类镇痛策略提供了新视角。
The Neuroimmune Component of Pain
疼痛作为一种复杂的生理病理现象,其发生与维持离不开免疫系统的深度参与。伤害性感受器(Nociceptors)作为感知化学、机械或热刺激的特化感觉神经元,其轴突主要分为薄髓鞘Aδ纤维和无髓鞘C纤维。当这些神经元被免疫介质(如趋化因子)激活时,会释放神经肽(如降钙素基因相关肽CGRP和P物质SP),进而调节免疫细胞活性,形成神经免疫交互对话。细胞因子如肿瘤坏死因子(TNF)和白介素-1β(IL-1β)可通过介导钠通道磷酸化来敏化伤害性感受器,降低其激活阈值,导致痛觉过敏(hyperalgesia)。此外,中枢神经系统(CNS)中的小胶质细胞在疼痛调控中扮演关键角色,其活化后释放脑源性神经营养因子(BDNF)、IL-1β和IL-6等介质,结合背根神经节(DRG)神经元,驱动中枢敏化(central sensitization)。
Contribution of Chemokines to Pain Responses
趋化因子是一类主要介导细胞迁移的小分子蛋白,根据近N端半胱氨酸残基的位置可分为CC、CXC、CX3C和XC四类。近年研究发现,多种趋化因子如CCL2、CCL3、CXCL1、CXCL10、CXCL12、CXCL13和CX3CL1等均在疼痛应答中发挥重要作用。在炎症性疼痛中,这些因子在脊髓背角周围聚集,通过激活相应受体(如CCL2→CCR2、CXCL1→CXCR2、CXCL13→CXCR5等)引发钙内流、细胞外信号调节激酶(ERK)/p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路活化,增加钠通道密度(如Nav1.8),促进谷氨酸释放及前列腺素E2(PGE2)合成,最终导致痛觉敏化。在神经病理性疼痛模型中,损伤神经后,上述趋化因子在DRG神经元、星形胶质细胞等部位重新分布,通过持续激活小胶质细胞、促进炎性细胞因子释放及维持神经元异常兴奋性,从而维持机械和热超敏状态。
Expression and Regulation of CCL17, CCL22, and CCR4
CCL17与CCL22均位于16号染色体,是CCR4受体的两种内源性配体。CCL17组成性表达于胸腺,其表达可被植物血凝素(PHA)诱导,并在粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、IL-3和IL-4刺激下由单核细胞及树突状细胞(DCs)产生。CCL22亦高表达于胸腺、巨噬细胞和DC,其表达受IL-4、IL-13、脂多糖(LPS)和TNF-α正向调控。CCR4主要表达于2型辅助T细胞(Th2)、调节性T细胞(Tregs)、Th17等多种T细胞亚群,亦见于外周感觉神经元、小胶质细胞等非免疫细胞。CCL22与CCR4结合后可引起受体快速内化,而CCL17诱导的内化作用较弱,提示二者可能通过不同构象的CCR4触发差异下游信号。研究表明,CCR4活化后主要经由G蛋白偶联受体(GPCR)通路介导钙动员和细胞趋化,但β-抑制蛋白(β-arrestin)亦参与其中,尤其CCL22更易招募β-arrestin-2。
The Role of CCL17 and CCL22 in Other Clinical Conditions
CCL17/CCL22-CCR4轴在过敏性疾病(如哮喘、特应性皮炎)及肿瘤免疫中作用明确。在哮喘患者血清和痰液中CCL17水平升高,且CCR4+ T细胞数量与病情严重度正相关;在特应性皮炎中,血清CCL17水平与疾病评分(SCORAD)显著相关(r=0.69),皮损处多种细胞高表达CCL17。在肿瘤微环境中,CCL17/CCL22通过招募CCR4+ Tregs促进免疫逃逸,其高水平往往预示卵巢癌、乳腺癌等患者预后不良。值得注意的是,在舌癌和口底鳞状细胞癌中,高CCL22却与较好生存率相关,提示其功能具有背景依赖性。
CCL17 and CCL22 in Pain Pathogenesis
直接证据表明CCL17/CCL22参与疼痛调控:大鼠DRG神经元表达CCR4,CCL22局部注射可诱发触觉异常性疼痛(tactile allodynia)。多项研究证实,足底或鞘内注射CCL17可诱发炎性疼痛,表现为体重分布改变及机械、热超敏。CCL22的作用存在剂量依赖性,较高剂量(如0.615 nmol/5μl)方可诱导痛觉过敏。临床数据进一步支持该轴与慢性疼痛相关:慢性前列腺炎/慢性盆腔疼痛综合征、纤维肌痛及急性肌筋膜疼痛患者体内CCL17/CCL22水平升高。在关节炎模型中,CCL17缺失小鼠疼痛反应减弱,而外源性CCL17可恢复疼痛,说明CCL17是关节炎疼痛的必要介质。
The Role of CCL17 in Arthritic Pain
在关节炎性疼痛中,GM-CSF通过增强含Jumonji结构域蛋白D3(JMJD3)去甲基酶活性,上调干扰素调节因子4(IRF4)表达,进而促进巨噬细胞产生CCL17。该通路依赖TNF-α启动,但疼痛建立后不再需要TNF-α参与。下游痛信号传导依赖神经生长因子(NGF)、CGRP、SP、IL-23和环氧合酶-2(COX-2)等介质。在肥胖相关骨关节炎(OA)中,GM-CSF/CCL17/CCR4轴同样关键,临床数据显示OA患者滑膜组织中GM-CSF和CCL17基因表达上调,且循环CCL17水平与体重指数(BMI)正相关。使用CCL17单抗或CCR4拮抗剂可显著缓解关节炎疼痛,证实该轴的病理贡献。
The Role of CCR4 in Neuropathic Pain
在神经病理性疼痛模型中(如坐骨神经慢性压迫性损伤,CCI),CCR4拮抗剂C021能抑制痛觉发展,并增强吗啡和丁丙诺啡的镇痛效果。C021通过抑制脊髓小胶质细胞活化(减少IBA1表达)及降低促痛因子IL-1β和IL-18水平发挥作用。值得注意的是,C021还能抑制CCI后脊髓CCL2 mRNA的上调,提示CCL2可能间接参与CCR4介导的神经痛。此外,C021可延缓吗啡耐受形成,为联合用药减少阿片依赖提供新思路。
The Role of CCL17 and CCL22 in Post-Surgical Pain
术后疼痛模型中,皮肤驻留DC(包括朗格汉斯细胞)在切口损伤后上调CCL17/CCL22表达。这些趋化因子直接作用于感觉神经元上的CCR4,增加动作电位(AP)频率,诱发外周敏化。术前或术后给予C021均可减轻机械和热超敏反应,而感觉神经元特异性敲低CCR4能阻断CCL22的致痛作用,证实CCL17/CCL22-CCR4轴在术后疼痛中的直接效应。
Sex-Specific Differences in CCL17 and CCL22-Mediated Pain Pathways
疼痛通路存在显著性别差异:女性慢性疼痛患者DRG中CCL17等趋化因子水平更高,提示其疼痛更依赖适应性免疫信号(如T细胞活化);男性则主要涉足小胶质细胞机制。临床前研究显示雌性动物CCR4通路活化更强,可能与雌激素调控有关。现有靶向CCL17的临床试验多以男性为主,疗效不显著,提示未来需重视性别特异性治疗策略。
Potential Therapeutic Strategies Targeting the CCR4 Pathway
目前唯一获批的CCR4靶向药莫格利珠单抗(Mogamulizumab)用于治疗皮肤T细胞淋巴瘤(CTCL),其通过抗体依赖细胞介导的细胞毒性(ADCC)清除CCR4+恶性T细胞。其他CCR4小分子拮抗剂(如GSK2239633、AZD-2098等)尚处研发阶段。近期针对CCL17的单抗GSK3858279在OA膝痛患者中显示出良好镇痛效果,证实靶向该配体的可行性。然而,趋化因子系统功能冗余性强,靶向单一分子可能引发代偿效应,且需警惕对免疫稳态的潜在影响(如CCR4阻断可能加重动脉粥样硬化)。未来药物设计应聚焦于增强组织特异性(如感觉神经元 versus T细胞),或利用CCR4多种别构位点提升选择性。
Conclusion
CCL17/CCL22-CCR4轴通过直接激活感觉神经元及调控免疫细胞浸润,在多种疼痛模型中发挥核心作用。靶向该轴可有效缓解关节炎痛、神经痛及术后痛,并增强阿片疗效。尽管存在性别差异和免疫副作用等挑战,精准干预该通路仍为慢性疼痛治疗开辟了新途径。
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