脊柱退行性变中炎症微环境与神经病理性疼痛的分子机制研究：从靶点发现到治疗策略探索

　　本期推荐研究聚焦于脊柱退行性疾病中炎症微环境对神经病理性疼痛的调控机制。研究人员通过单细胞转录组测序(scRNA-seq)技术结合体外功能验证实验，首次揭示巨噬细胞来源的CCL5/CCR5轴通过激活p38 MAPK信号通路介导神经元超敏化的新机制，为靶向免疫-神经互作提供潜在治疗策略。

　　

随着人口老龄化加剧，脊柱退行性疾病已成为导致慢性疼痛和功能障碍的主要病因之一。其中，神经病理性疼痛（neuropathic pain）作为椎间盘突出和脊髓压迫的常见并发症，严重影响患者生活质量。当前临床治疗主要依赖非甾体抗炎药和阿片类药物，但存在疗效有限且易产生耐受性的问题。究其根本，在于对疼痛背后分子机制的认知不足。传统观点认为机械压迫是主要致痛因素，但越来越多证据表明，局部炎症微环境（inflammatory microenvironment）在疼痛发生发展中扮演关键角色。特别是椎间盘退变过程中释放的炎性因子如何与神经系统相互作用，仍是亟待破解的科学问题。

为系统解析脊柱退行性病变中免疫-神经互作的细胞分子机制，研究团队通过整合临床样本多组学分析与功能实验验证，在《European Spine Journal》发表了创新性研究成果。该研究首次绘制了退变椎间盘组织免疫微环境的单细胞图谱，鉴定出巨噬细胞亚群特异性表达趋化因子CCL5（C-C motif chemokine ligand 5），并通过体内外实验证实CCL5/CCR5（C-C chemokine receptor type 5）轴通过激活p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 MAPK）信号通路促进神经元超敏化和疼痛相关行为。研究还发现干预CCL5-CCR5信号可显著改善模型动物的疼痛表型，为临床治疗提供了新靶点。

研究主要采用以下技术方法：1）收集人类退变椎间盘手术标本（n=15）与正常对照（n=5）进行10x Genomics单细胞转录组测序；2）通过流式细胞术和免疫荧光染色验证关键细胞亚群分布；3）建立大鼠椎间盘突出模型进行体内功能研究；4）采用钙成像和膜片钳技术记录神经元兴奋性；5）使用蛋白质免疫印迹（Western blot）和qPCR分析信号通路激活。

研究结果：

单细胞转录组图谱揭示退变椎间盘的免疫微环境特征

通过对20例样本的scRNA-seq分析，鉴定出11个主要细胞亚群，包括髓核细胞、软骨细胞、成纤维细胞和免疫细胞等。值得注意的是，退变组中巨噬细胞比例显著增加（较正常组升高3.2倍），并呈现M1-like促炎表型。亚群分析发现CD68⁺CCL5⁺巨噬细胞亚群特异性高表达多种炎性因子。

CCL5⁺巨噬细胞通过旁分泌机制激活神经元CCR5受体

空间转录组学分析显示CCL5⁺细胞聚集于神经纤维浸润区域。体外实验证实重组CCL5处理可诱导背根神经节（dorsal root ganglion, DRG）神经元p-p38表达上调（2.8倍）和钙内流增强。使用CCR5拮抗剂Maraviroc可完全阻断该效应，表明CCL5通过CCR5受体发挥作用。

CCL5/CCR5轴激活p38 MAPK信号通路介导疼痛敏化

机制研究表明，CCL5处理可诱导DRG神经元p38磷酸化水平时效-量效依赖性升高（峰值达4.5倍）。抑制p38活性（SB203580处理）可逆转CCL5引起的神经元超兴奋性和动作电位发放频率增加（降低68%）。动物实验中，鞘内注射CCL5中和抗体可显著降低机械性痛觉超敏（paw withdrawal threshold提高2.3倍）。

靶向CCL5/CCR5信号改善椎间盘突出模型疼痛行为

在大鼠椎间盘突出模型中，CCR5拮抗剂治疗组显示疼痛相关行为评分显著改善（von Frey测试阈值提高76%），且脊髓背角c-Fos⁺神经元数量减少（降低57%）。组织学分析证实治疗组炎症细胞浸润和胶质细胞活化明显减轻。

研究结论与讨论部分指出，本研究通过多组学整合分析首次系统揭示了退变椎间盘免疫微环境中CCL5⁺巨噬细胞通过激活CCR5/p38 MAPK信号轴驱动神经病理性疼痛的新机制。这不仅深化了对脊柱退行性疾病疼痛机制的理解，更重要的是提供了靶向免疫-神经互作的精准治疗策略。值得注意的是，研究中发现的CCL5/CCR5信号激活与临床患者疼痛程度呈正相关（r=0.78, p<0.01），强化了其临床转化价值。作者同时讨论了潜在局限性，包括样本量相对较小和种族差异性等问题，建议未来开展多中心研究验证。该研究为开发新型镇痛药物提供了理论依据，特别是针对传统治疗效果不佳的难治性神经病理性疼痛患者，CCR5拮抗剂（如Maraviroc）的老药新用可能带来临床突破。