星形胶质细胞特异性NRCAM基因缺陷会促进GABA能突触的修剪，从而加剧骨癌疼痛中的中枢敏化现象

摘要

背景

星形胶质细胞的活化在骨癌疼痛（BCP）的发展和维持中起着关键作用。最近的研究表明，星形胶质细胞通过突触吞噬参与突触重塑，而神经元细胞粘附分子（NRCAM）则限制了突触周围星形胶质细胞过程的延伸，并具有抗吞噬作用。然而，星形胶质细胞介导的突触吞噬是否对BCP有贡献仍有待探讨。因此，本研究调查了星形胶质细胞NRCAM缺乏在BCP中的突触重塑和中枢敏化中的作用。

方法

通过股骨内注射纤维肉瘤细胞建立了BCP的小鼠模型。通过自发性疼痛评估和机械撤退阈值测试来评估与疼痛相关的行为。通过苏木精和伊红染色检查骨破坏和肿瘤浸润情况。通过Western blotting和免疫荧光检测突触改变和星形胶质细胞活化情况。使用免疫荧光、三维重建、磁激活细胞分选和Golgi-Cox染色分析星形胶质细胞介导的突触吞噬。此外，使用氟柠檬酸抑制星形胶质细胞的活化。通过腺相关病毒（AAV）介导的基因传递过表达星形胶质细胞NRCAM。

结果

纤维肉瘤细胞的注射在C3H/HeN小鼠中引起了持续的自发性疼痛和机械性痛觉过敏，伴随小梁骨破坏和肿瘤浸润。在脊髓中，兴奋性突触标记物VGLUT1和PSD95的表达增加，而抑制性突触标记物VGAT和Gephyrin的表达减少，同时星形胶质细胞活化明显增强。多项互补实验一致表明，星形胶质细胞吞噬了兴奋性和抑制性突触，但对GABA能突触有明显的偏好。使用氟柠檬酸药理抑制星形胶质细胞活化可以缓解疼痛行为并改善突触重塑。在携带肿瘤的小鼠中，NRCAM的表达显著下调。通过AAV恢复星形胶质细胞NRCAM的表达显著减少了星形胶质细胞对GABA能突触的吞噬，对兴奋性突触的影响很小，并显著减轻了BCP。

结论

在BCP中，反应性星形胶质细胞优先吞噬GABA能突触，从而导致突触失衡和中枢敏化。这一过程与星形胶质细胞NRCAM的表达下调有关。恢复星形胶质细胞NRCAM的表达可以通过抑制星形胶质细胞对GABA能突触的过度吞噬来缓解BCP。这些发现表明，星形胶质细胞NRCAM依赖的突触吞噬是BCP的一个未被认识的机制，并且是一个潜在的治疗靶点。