ICAM-1介导的血管周围巨噬细胞积聚导致女性化疗诱导神经病理性疼痛更早发生

Earlier onset of chemotherapy-induced neuropathic pain in females by ICAM-1-mediated accumulation of perivascular macrophages.

作者信息Li Chen, Xin Zou, Cui-Cui Liu, Pu Yan, Jie Deng, Chen Wang, Mu-Yang Chen, Xiao-Qing Tang, Jing-Ming Shi, Wen-Jun Xin, Xiang-Zhong Zhang, Xia Feng, Ting Xu, Jing-Dun Xie
PMID40238872
期刊Sci Adv
发布时间2025-04-18
DOI10.1126/sciadv.adu2159

实验完整度

高

包含临床回顾性队列、小鼠行为学、电生理、流式、免疫荧光、western blot、qPCR、药物干预、基因敲低及过表达等至少两个独立证据层级,并完成功能与机制验证。

主要模型

多发性骨髓瘤患者队列 C57BL/6J小鼠(BTZ诱导神经病理性疼痛模型)

重点核对

BTZ剂量与给药方式:3.2 mg/kg/天,腹腔注射,连续5天 机械痛阈测定:von Frey纤维丝,up-down法 巨噬细胞鉴定:CD45high/CD11b+,F4/80+/TMEM119- ICAM-1抑制:A205804口服10 mg/kg/天;siRNA鞘内注射3 nmol/10 μl 循环单核细胞耗竭:氯膦酸脂质体(CLLs)尾静脉注射10 μl/g

摘要

多种疾病发病机制中的性别差异日益受到关注。然而,化疗诱导的神经病理性疼痛中是否存在这种差异仍不清楚。在此,我们回顾性分析了临床病例数据,发现在多发性骨髓瘤患者接受硼替佐米(BTZ)治疗后,女性周围感觉障碍的发生早于男性。BTZ治疗导致细胞间黏附分子-1早期升高,进而触发外周单核细胞浸润至雌性小鼠脊髓血管周围区域。浸润巨噬细胞释放的CC趋化因子配体1直接激活神经元,或通过增强星形胶质细胞活性间接激活神经元,最终导致雌性小鼠BTZ诱导的神经病理性疼痛更早发生。总之,阐明BTZ诱导神经病理性疼痛更早发生的机制将有助于女性多发性骨髓瘤的精准治疗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
化疗诱导的神经病理性疼痛的发生时间是否存在性别差异,以及其潜在机制是什么?
核心机制
BTZ治疗后雌性小鼠脊髓血管内皮细胞ICAM-1早期升高,与IL-1α协同促进外周单核细胞跨血管壁浸润至脊髓血管周围间隙,浸润巨噬细胞释放CCL1,直接激活神经元或通过激活星形胶质细胞间接增强神经元兴奋性,导致神经病理性疼痛更早发生。
主要证据
临床回顾性分析显示女性感觉障碍发生早于男性;小鼠模型中雌性BTZ处理第3天即出现机械性痛觉异常和神经元高兴奋性;流式与免疫荧光显示雌性脊髓血管周围巨噬细胞增多;ICAM-1抑制或巨噬细胞耗竭可减轻疼痛;重组CCL1直接或通过星形胶质细胞增强神经元兴奋性。
研究意义
阐明BTZ诱导神经病理性疼痛更早发生的机制,有助于女性多发性骨髓瘤的精准治疗。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床回顾性分析

评估多发性骨髓瘤患者接受BTZ治疗后感觉障碍发生时间的性别差异

回顾性分析两家医院共251例接受BTZ治疗的MM患者病历,比较男女之间感觉障碍的发生时间和首次治疗后发生率。

2

小鼠模型验证

验证BTZ诱导神经病理性疼痛发生时间的性别差异并观察早期脊髓细胞变化

对雌雄C57BL/6J小鼠连续5天腹腔注射BTZ,通过机械痛阈、电生理、细胞因子芯片和流式细胞术检测疼痛相关指标和免疫细胞变化。

3

巨噬细胞来源与功能验证

确定增加的血管周围巨噬细胞是否来源于外周单核细胞及其在疼痛中的作用

使用氯膦酸脂质体(CLLs)耗竭循环单核细胞,检测脊髓巨噬细胞数量、神经元兴奋性和机械痛阈变化。

4

ICAM-1的作用验证

判断ICAM-1在巨噬细胞浸润和疼痛早发中的作用

通过qPCR、Western blot和免疫荧光检测ICAM-1表达,使用ICAM-1抑制剂A205804、siRNA敲低和AAV过表达等方式干预,观察对巨噬细胞浸润和疼痛行为的影响。

5

IL-1α的作用验证

探讨内皮细胞释放IL-1α对ICAM-1介导的巨噬细胞浸润的影响

检测IL-1α表达及其受体IL-1R1在巨噬细胞上的表达,使用siRNA、中和抗体和重组蛋白干预,观察对巨噬细胞浸润和疼痛行为的影响。

6

CCL1/CCR8通路机制验证

阐明浸润巨噬细胞释放的CCL1如何增强神经元兴奋性并导致疼痛

检测CCL1、CCR8的表达定位,使用中和抗体、拮抗剂、星形胶质细胞特异性敲低等干预,结合电生理和钙成像研究CCL1对神经元和星形胶质细胞的作用。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
硼替佐米GlpBioGC17644
A-205804MedChemExpress (MCE)HY-100226
CCL1中和抗体R&D SystemsMAB845
IL-1R1中和抗体Bio X CellBE0256
重组IL-1αR&D Systems400-ML-025/CF
重组CCL1MedChemExpress (MCE)HY-P73913
R243MedChemExpress (MCE)HY-122219
AAV2/5-GfaABC1D-CCR8 shRNABrainVTA--
AAV2/BI30-CAG-ICAM-1BrainVTA--
AAV2/BI30-CAG-3xflagBrainVTA--
Quantibody小鼠细胞因子芯片4000试剂盒RayBiotechQAM-CAA-4000
裂解缓冲液BeyotimeP0013
ICAM-1抗体R&D SystemsAF796
GAPDH抗体Cell Signaling Technology2118
ICAM-1 ELISA试剂盒ProteintechKE10063
IL-1α ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3059
CD11b-别藻蓝蛋白----
CD45-异硫氰酸荧光素----
CytoFlex S流式细胞仪Beckman--
抗ICAM-1抗体R&D SystemsAF796
抗F4/80抗体Abcamab6640
抗F4/80抗体Abcamab300421
抗CD31抗体BD Biosciences550274
抗TMEM119抗体Abcamab209064
抗IL-1α抗体Abcamab300500
抗CCL1抗体R&D SystemsMAB846
抗IL-1RI抗体R&D SystemsAF771
抗CCR8抗体BosterM03518
抗GFAP抗体Abcamab4648
抗NeuN抗体MerckMAB377
LSM 980共聚焦显微镜Carl Zeiss--
振动切片机LeicaVT-1000
EPC 10放大器HEKA Elektronik--
双光子显微镜OlympusFVMPE-RS

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型
小鼠品系、性别、年龄、饲养环境、BTZ剂量与给药方式
阅读提示:Materials and Methods - Mice; Drug administration and virus injection
行为学测试
测试前适应时间、von Frey纤维丝系列、up-down法、机械痛阈计算方法
阅读提示:Materials and Methods - Behavioral testing
巨噬细胞分析
流式细胞术的抗体组合(CD11b、CD45)、脊髓消化液配方、F4/80和TMEM119标记
阅读提示:Materials and Methods - Cell preparation and flow cytometry; Immunostaining and confocal imaging
药物干预
A205804、siRNA、中和抗体、重组蛋白的剂量、给药途径和时间
阅读提示:Materials and Methods - Drug administration and virus injection
电生理记录
脊髓切片制备条件、电极内液配方、动作电位诱发电流范围
阅读提示:Materials and Methods - Spinal cord slice preparation and patch-clamp recordings
钙成像
AAV病毒类型、荧光指示剂(GCaMP6s、Fluo-4 AM)、SR101标记、CCL1、R243、TTX浓度及孵育时间
阅读提示:Materials and Methods - Ex vivo two-photon Ca2+ imaging