神经病理性疼痛是由神经损伤或者相关疾病引起的病理性疼痛。因其发病机制相对复杂，目前仍是临床治疗面临的一大挑战。然而，对神经病理性疼痛机制的研究，主要集中在神经元，包括初级感觉神经元的激活以及中枢神经系统兴奋性和抑制性突触传递之间的不平衡。随着研究的不断深入，越来越多的研究发现，非神经元细胞，尤其是神经胶质细胞，在调节神经病理性疼痛过程中发挥着不可忽视的作用[1-3]。其中，绝大多数研究都集中在中枢神经系统和脊髓层面的神经胶质细胞[4-6]，而外周神经系统的施万细胞，在调节神经病理性疼痛过程中发挥何种作用尚不完全清楚。2022年10月4日，南通大学神经再生重点实验室陈罡课题组在Journal of Neuroinflammation上发表题为“Inhibition of Schwann cell pannexin 1 attenuates
neuropathic pain through the suppression of inflammatory
responses”研究论文，丰富了我们对Panx 1参与神经病理性疼痛调节的认识，为其作为治疗靶点提供了基础理论依据，同时也揭示了施万细胞在神经病理性疼痛调节方面的重要作用。作者发现慢性压迫性损伤（chronic constriction injury, CCI）诱导的神经病理性疼痛引起了持续的炎症反应以及施万细胞Pannexin 1（Panx 1）表达的上调，通过药理学及病毒介导的基因操控手段抑制施万细胞Panx 1的表达或活性，能显著缓解CCI诱导的神经病理性疼痛。以及体外实验进一步研究表明，抑制Panx 1可有效缓解LPS刺激施万细胞模拟的炎症反应过程，这一过程依赖施万细胞Panx 1的表达以及通道的活性。Pannexins是一半通道膜蛋白，对ATP具有高度的通透性。其家族主要包括三个成员，即Panx 1、Panx 2和Panx 3，其中Panx 1在神经系统（包括神经元及神经胶质细胞）中分布最为广泛[7]。研究显示，大脑中Panx
1的激活，参与了癫痫和头痛的病理过程；而在神经病理性疼痛发生和发展过程中，背根神经节（dorsal root ganglion，DRG）、星形胶质细胞和小胶质细胞中Panx 1的激活均在其中起着一定的调节作用[8-10]。同时，我们前期的研究表明，与其它两个家族成员相比，施万细胞主要表达Panx 1，并且抑制Panx 1可显著减少低渗诱导的ATP释放[11]。然而，施万细胞Panx 1在神经病理性疼痛中的作用仍不清楚。本研究中，作者利用慢性压迫性损伤（CCI）模拟神经病理性疼痛，通过神经外膜下注射Panx 1抑制剂CBX、probenecid，以及模拟抑制肽10Panx抑制Panx 1的功能，可有效减轻CCI诱导的机械性疼痛及热痛觉过敏（图1A-D）；有意思的是，小鼠CCI模型后经神经外膜下注射probenecid，可显著抑制施万细胞中Panx 1的表达，但对DRG中Panx 1的表达无显著影响（图1E-H）。考虑到Panx 1在DRG，卫星细胞以及巨噬细胞中均有表达，作者利用Panx 1-shRNA构建Cre依赖的LoxP病毒，pAAV-CBG-Dio-EGFP-miR30shRNA (Panx 1)-WPRE（shRNA-Panx 1-AAV）结合P0-Cre转基因小鼠特异性的敲降施万细胞Panx 1的表达（图2C-D）,产生了类似的效应（图2A-B）。这部分体内结果提示，通过药理学或基因操作手段抑制施万细胞Panx 1的功能，能显著缓解CCI诱导的神经病理性疼痛。图1 Panx 1功能的阻断剂能有效缓解CCI诱导的机械性疼痛及热痛觉过敏（图源： Wang Q, et al., J
Neuroinflammation, 2022）图2 特异性的敲除施万细胞Panx 1可缓解CCI诱导的机械性疼痛和热痛觉过敏（图源： Wang Q, et al., J
Neuroinflammation, 2022）因神经损伤往往伴随着持续的炎症反应，研究者利用脂多糖（LPS）作为刺激物，刺激原代培养的施万细胞，构建体外炎症模型。除了使用Panx 1抑制剂CBX外，作者还利用Panx 1-siRNA抑制施万细胞的表达，通过检测炎症相关因子的表达及释放，最终确认抑制施万细胞Panx 1的表达或功能，可显著缓解LPS诱导的炎症微环境（图3）。作者在排除LPS刺激对施万细胞表达无显著影响后，利用溴化乙锭（ethidium bromide，EB）摄入实验进一步探究Panx
1通道活性在此过程中的作用。最终通过体外实验证实，LPS刺激诱导的炎症反应过程依赖Panx 1通道的活性及其表达。图3 CBX及Panx 1-siRNA均可显著抑制LPS诱导的炎症反应（图源： Wang Q, et al., J
Neuroinflammation, 2022）
图4 抑制Panx 1通道活性及表达可显著下调LPS诱导的施万细胞对EB的摄取（图源： Wang Q, et al., J
Neuroinflammation, 2022）本研究通过体内外实验揭示了施万细胞Panx 1介导的炎症反应参与了神经病理性疼痛的调节。抑制施万细胞Panx 1的功能和表达，可缓解慢性压迫性损伤（CCI）诱导的神经病理性疼痛；同时可抑制LPS体外诱导的施万细胞炎症反应；这一过程依赖Panx 1通道的活性及其表达。Panx 1与P2X7受体的相互作用在外周和中枢神经系统的疼痛感知中起着至关重要的作用。因此，在神经病理性疼痛中，P2X7受体是否作为施万细胞Panx 1信号通路中的关键参与者，值得进一步探究。另外，目前，尽管已知toll样受体在施万细胞中高度表达，但 LPS处理的施万细胞如何释放细胞因子和趋化因子，并与其周围细胞（神经元、单核细胞和巨噬细胞）的受体（如IL-1/IL1R，IL6/IL-6R、CCL2/CCR2和CXCL1/CXCR2）相互作用，及其在神经病理性疼痛中潜在的分子机制均值得进一步的研究。
原文链接：https://jneuroinflammation.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12974-022-02603-x
南通大学神经再生重点实验室的王茜为论文的第一作者，陈罡教授与韦中亚校聘副教授为论文的共同通讯作者。
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