维也纳医科大学的研究团队在《科学·免疫学》(Sci. Immunol.)上发表了一篇题为“Mast cell–derived BH4 and serotonin are crIT(http://www.maoyihang.com/sell/l_25/)ical mediators of postoperative pain”的研究论文,揭示了肥大细胞在术后急性疼痛中的关键作用及其潜在的治疗价值。
研究发现,在小鼠接受了后足皮肤切口和骨骼肌撕裂手术后,机械(http://www.maoyihang.com/sell/l_4/)疼痛敏感性在术后24小时达到峰值,并在约96小时后恢复正常。同时,热痛觉也在术后24小时显著增加,48小时后恢复正常。研究显示,四氢生物蝶呤(BH4)在术后切口部位的水平增加,而在坐骨神经中未见显著变化。
GCH1是BH4合成的限速酶,其在多种免疫细胞中均有表达,包括肥大细胞。通过单细胞RNA测序分析发现,肥大细胞中的GCH1表达在术后24小时达到高峰。尽管中性粒细胞和巨噬细胞在GCH1+白细胞中占比较大,但肥大细胞中的GCH1表达水平最高。多光子成像显示,术后肥大细胞与感觉神经末梢之间存在稳定的相互作用,表明肥大细胞可能通过释放BH4和血清素参与术后疼痛的调节。
研究还发现,肥大细胞特异性GCH1缺失小鼠表现出机械性和热性疼痛敏感性的显著降低,并伴随着足部BH4和血清素水平的减少。相反,GCH1过表达的小鼠在术后表现出更高的疼痛敏感性,且皮肤中血清素水平增加。局部应用BH4合成抑制剂QM385能够显著减少术后皮肤中的BH4和血清素水平,显示出潜在的治疗效果。
进一步的研究表明,术后伤害激活了肥大细胞中的Tph1基因,从而显著提高了血清素的水平。肥大细胞特异性Tph1缺失的小鼠在术后表现出显著降低的疼痛敏感性和血清素水平,同时也发现受伤部位的BH4水平降低,提示血清素和BH4合成之间可能存在反馈机制。
此外,研究发现神经肽物质P(substance P)通过特定受体Mas-related GPCR-B2(Mrgprb2)在小鼠中以及MRGPRX2在人类中激活肥大细胞。物质P诱导肥大细胞脱颗粒并释放血清素和组胺,这一过程可被Mrgprb2/MRGPRX2拮抗剂QWF抑制。在体内实验中,物质P注射诱导的疼痛在肥大细胞GCH1缺失的小鼠中显著被抑制。治疗野生型小鼠前注射QWF也减少了机械痛敏感性。
综上所述,本研究揭示了肥大细胞通过GCH1/BH4/血清素代谢网络在术后疼痛中的关键作用,并指出了这一途径作为潜在治疗靶点的可能性。这些发现为进一步开发针对术后疼痛的新疗法提供了重要的科学依据。