紫杉醇(Paclitaxel/PTX)诱导的机械性痛觉过敏与背根神经节(Dorsal Root Ganglia/DRG)中随时间依赖性积累的促炎性半乳糖凝集素-3+(Galectin-3+/Gal-3+)巨噬细胞相关

《Neurobiology of Disease》：Paclitaxel induced-mechanical hypersensitivity is associated with time-dependant pro-inflammatory galectin-3+ macrophages accumulation in the dorsal root ganglia

　　

摘要：神经病理性疼痛是紫杉醇（paclitaxel，PTX）等化疗药物引起的剂量限制性不良反应，现有镇痛药对其治疗效果不佳。背根神经节（dorsal root ganglia，DRG）中的神经免疫互作在紫杉醇诱导的神经病理性疼痛中起促伤害性感受作用，但疼痛维持与持续过程中免疫反应随时间的演变机制尚不清楚。本研究对小鼠隔日腹腔注射紫杉醇（2.5 mg/kg，每两日一次，共6次，10日内累计剂量15 mg/kg），发现首次注射紫杉醇后第7天出现机械性痛觉过敏并持续至第28天。观察到首次注射后第28天（而非第14天）腰段DRG中出现时间依赖性巨噬细胞积累；第28天时DRG内促炎性巨噬细胞（MHCII+CD206?）与半乳糖凝集素-3（galectin-3，Gal-3）阳性巨噬细胞共同出现，脾脏单核细胞中也检测到Gal-3表达且与DRG巨噬细胞表型一致，提示固有免疫反应存在协调的区室特异性重构。早期适应性免疫应答具有时空局限性——首次注射后第7天DRG中CD8+T细胞短暂增多，而首次注射后28天脾脏调节性T细胞（regulatory T cells，Tregs）选择性减少。上述结果表明紫杉醇处理驱动协调性免疫反应，DRG中Gal-3+促炎性巨噬细胞的出现可能是紫杉醇诱导持续性神经病理性疼痛的特征之一。

论文解读：紫杉醇诱导机械性痛觉过敏与DRG时间依赖性Galectin-3⁺促炎性巨噬细胞积累的相关性研究

一、研究背景与立题依据

化疗诱导的周围神经病变（chemotherapy-induced peripheral neuropathy，CIPN）是紫杉醇（paclitaxel，PTX）等常用化疗药的严重不良反应，主要表现为感觉异常、烧灼感、刺痛及机械性触诱发痛（mechanical allodynia），症状常在治疗结束后长期持续，严重影响患者生活质量及化疗依从性，甚至迫使剂量下调或终止治疗。紫杉醇除直接引起感觉神经元线粒体功能障碍、轴突转运障碍外，还可诱导背根神经节（dorsal root ganglia，DRG）及周围神经的巨噬细胞浸润，释放TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎介质致敏伤害性感受器。然而既往研究对DRG内巨噬细胞招募与活化的时间动态变化、固有免疫与适应性免疫在不同免疫区室的时空组织方式，以及半乳糖凝集素-3（galectin-3，Gal-3）在CIPN神经免疫时序中的作用均了解不足。该研究由King's College London的Lynda Zeboudj与Marzia Malcangio团队完成，发表于《Neurobiology of Disease》，旨在明确紫杉醇模型中免疫细胞在DRG、脾脏、血液及淋巴结中的时间与空间动力学，并探讨Gal-3⁺巨噬细胞表型与持续性疼痛的关系。

二、主要关键技术方法

研究采用8～12周龄C57BL/6小鼠（Charles River），随机分为紫杉醇组（2.5 mg/kg i.p.，隔日1次×6次，累计15 mg/kg）与溶剂对照组（20% Cremophor EL/生理盐水）。于给药前及给药后不同时间点（至第28天）用von Frey纤毛行机械撤足阈值（50% paw withdrawal threshold，PWT）检测机械性痛觉过敏。于首次给药后第14天和第28天取材，通过流式细胞术（flow cytometry）定量分析DRG（T10–L5）、脾脏、外周血及腹股沟淋巴结中髓系细胞（CD11b⁺F4/80⁺巨噬细胞、单核细胞、中性粒细胞，及MHCII、CD206、Gal-3表达）与T细胞亚群（CD4⁺、CD8⁺、CD4⁺CD25⁺FoxP3⁺调节性T细胞/Tregs，及CD44、CD62L记忆亚群，胞内IL-17、IFN-γ）。DRG另做免疫荧光染色（IBA1/F4/80、IB4、DAPI）验证巨噬细胞积累。统计学采用非配对t检验及双因素ANOVA。

三、研究结果

3.1 Paclitaxel induces persistent mechanical hypersensitivity and accumulation of macrophages in the dorsal root ganglia（紫杉醇诱导持续性机械性痛觉过敏及DRG巨噬细胞积累）

紫杉醇组雌雄小鼠自首次注射后第7天起机械撤足阈值显著低于对照组，痛觉过敏持续至第27天，且无性别差异，后续实验选用雄性小鼠。流式细胞术显示DRG中F4/80⁺巨噬细胞数在第14天较对照组呈升高趋势但无统计学差异，第28天显著升高；Pearson相关性分析显示DRG巨噬细胞数与机械撤足阈值呈负相关（r＝?0.7909，p＝0.0194）；免疫荧光证实第28天DRG内F4/80⁺细胞增多。结论：DRG巨噬细胞招募为紫杉醇处理后渐进性神经免疫反应，与CIPN慢性痛持续相关。

3.2 Paclitaxel induces accumulation of pro-nociceptive macrophages and increases galectin-3 expressing macrophages in the dorsal root ganglia at chronic stages of CIPN（紫杉醇在CIPN慢性期诱导DRG促伤害性巨噬细胞积累及Galectin-3⁺巨噬细胞增加）

分析巨噬细胞活化表型：第14天DRG中促炎性巨噬细胞（MHCII⁺CD206^?）及过渡型巨噬细胞（MHCII⁺CD206⁺）数与对照组无差异；第28天促炎性巨噬细胞（MHCII⁺CD206^?）显著增多，过渡型无变化。Gal-3在DRG巨噬细胞中的表达第14天无改变，第28天显著上调。结论：DRG中促炎性巨噬细胞优势聚集及Gal-3⁺巨噬细胞出现是紫杉醇诱导神经病变慢性期的特征。

3.3 Paclitaxel induces compartment-specific remodelling of innate immune populations in the spleen but not immune cells in circulation（紫杉醇诱导脾脏而非循环血 innate immune 细胞区室特异性重构）

第14天脾脏与外周血中总CD11b⁺髓系细胞、单核细胞、中性粒细胞及F4/80⁺巨噬细胞均无变化。第28天脾脏CD11b⁺细胞总数显著增加，其中单核细胞与中性粒细胞增多，F4/80⁺巨噬细胞无变化；外周血中各髓系亚群与对照组无差异。结论：紫杉醇引起延迟性、选择性脾脏髓系细胞组成重构，而非全身性循环innate immune细胞扩增。

3.4 The late upregulation of galectin-3 in splenic CD11b⁺myeloid cells mirrors DRG macrophage activation（脾脏CD11b⁺髓样细胞Galectin-3晚期上调与DRG巨噬细胞活化相平行）

第14天脾脏CD11b⁺细胞（单核/中性粒/F4/80⁺巨噬)中Gal-3表达无变化；第28天脾脏CD11b⁺整体Gal-3表达升高，主要由Gal-3⁺单核细胞驱动，中性粒细胞及F4/80⁺巨噬细胞Gal-3表达无变化。结论：脾脏单核细胞Gal-3上调时序与DRG Gal-3⁺巨噬细胞一致，提示慢性髓系激活中Gal-3上调具跨区室协调性。

3.5 Paclitaxel drives a reduction of regulatory T cells paralleling chronic myeloid cells remodelling（紫杉醇致调节性T细胞减少伴随慢性髓系细胞重构）

DRG中第14天CD4⁺T细胞无变化，CD8⁺T细胞短暂轻度增多（绝对数低），第28天DRG T细胞亚群无差异。脾脏第14天各T细胞亚群无变化，第28天CD4⁺CD25⁺FoxP3⁺Tregs显著减少，其余T细胞亚群不变。脾脏CD4⁺与CD8⁺T细胞中IL-17及IFN-γ胞内染色第14天与第28天均无变化。结论：紫杉醇致适应性免疫延迟重构——早期DRG局部CD8⁺T细胞短暂浸润，后期脾脏Tregs选择性减少、免疫抑制功能减弱，可能参与维持DRG神经炎症。

3.6 Paclitaxel does not affect adaptive immune responses in inguinal lymph node（紫杉醇不影响腹股沟淋巴结适应性免疫应答）

第14天及第28天腹股沟淋巴结中CD4⁺、CD8⁺T细胞及其效应记忆（T_EM；CD62L^lowCD44^hi）、中央记忆（T_CM；CD62L^hiCD44^hi）亚群与对照组均无差异。结论：紫杉醇诱导的免疫重构具空间组织性——DRG早期局限变化、脾脏晚期适应性免疫调节改变，淋巴结不受影响。

四、讨论与结论翻译

本研究表明，紫杉醇诱导雄性小鼠机械性痛觉过敏与末次给药后2周起DRG巨噬细胞积累相关，且以促炎性（MHCII⁺CD206^?）表型为主并伴有Galectin-3⁺巨噬细胞出现。末次给药2周后DRG与脾脏单核细胞Gal-3表达上调提示Gal-3具促伤害性作用（作为TLR-4配体激活神经元或巨噬细胞TLR-4促进伤害性信号传导），并与释放促炎细胞因子的促炎性巨噬细胞共同维持伤害性神经元活动。早期DRG内CD8⁺T细胞短暂增多及后期脾脏Tregs减少反映适应性免疫初期局部参与及后期系统性免疫抑制调控减弱；腹股沟淋巴结无变化提示紫杉醇诱导免疫重构源于全身性炎症信号而非抗原特异性激活。研究局限为仅使用雄性小鼠且DRG免疫谱及细胞因子检测样本量偏小。综上，紫杉醇诱导时间依赖、区室化的免疫反应——DRG促炎性巨噬细胞积聚与脾脏调节性T细胞减少伴随完全发展的触诱发痛，支持神经免疫互作对神经病理性疼痛维持的关键作用。