类风湿关节炎(RA)患者中,高达74%的慢性疼痛难以通过抗炎治疗缓解,其核心机制与脊髓中枢敏化密切相关。近年研究发现,外周免疫细胞(如CD4+T淋巴细胞)可突破血-脊髓屏障浸润中枢,激活小胶质细胞和星形胶质细胞,引发感觉系统神经元的超敏反应和中枢神经系统的敏化。然而,CD4+T细胞穿透屏障、调控中枢敏化的分子机制尚未明确。
近日,温成平/于捷团队在疼痛研究期刊《PAIN》在线发表题为“CRMP2 phosphorylation regulates polarization and spinal infiltration of CD4+T lymphocytes, inhibits spinal glial activation, and arthritic pain”的研究论文,揭示了塌陷反应调节蛋白2(CRMP2)的磷酸化是介导CD4+T细胞中枢迁移,导致免疫炎性慢性疼痛脊髓中枢敏化的关键因素,同时发现中药单体柚皮素的干预中枢敏化,缓解风湿性免疫性慢性疼痛的作用,为镇痛药物研发提供了全新靶点。

中枢敏化是慢性疼痛疾病的核心病理机制,但精准干预需突破神经-免疫屏障与细胞信号传导的多重阻碍。柚皮素(NAR)作为天然黄酮类化合物,兼具抑制胶质细胞活化与调节神经元兴奋性的功能,近年来被广泛应用于多个领域。研究团队构建了CD4+T细胞条件性CRMP2敲除(cKO)小鼠,结合胶原诱导关节炎(CIA)模型、鞘内T细胞过继转移等技术,明确CRMP2在疼痛中的特异性作用。
首先,研究团队通过免疫荧光和流式细胞术等发现CD4+T细胞的脊髓浸润是CIA模型中枢敏化的早期事件,可能通过触发胶质细胞活化(小胶质细胞→星形胶质细胞级联)促进慢性疼痛的发展。该发现为RA慢性疼痛的神经免疫机制提供了关键时序证据(图1)。

图1.CIA大鼠脊髓背角胶质细胞活化与CD4+T细胞浸润的时序变化
为解析CRMP2磷酸化对CD4+T细胞脊髓浸润的调控机制,研究团队通过基因编辑构建了CD4+T细胞特异性CRMP2敲除小鼠。Western blot验证显示,CRMP2蛋白在敲除组CD4+T细胞中完全缺失(图2A-B)。在胶原诱导关节炎(CIA)模型中,CRMP2敲除小鼠的机械痛阈值较野生型有所提升,关节肿胀程度减少(图2C-E)。脊髓背角免疫荧光显示,敲除组小胶质细胞标志物IBA1表达下降,CD4+T细胞脊髓浸润减少(图2F),提示CRMP2缺失通过抑制CD4+T细胞中枢迁移及小胶质细胞激活缓解疼痛。

图2.CRMP2缺失通过抑制CD4+T细胞中枢迁移及小胶质细胞激活缓解疼痛
进一步研究发现,CRMP2磷酸化通过调控CD4+T细胞骨架重组驱动其迁移能力。免疫荧光显示,CXCL12刺激诱导后,CD4+T细胞尾部F-actin与微管蛋白(Tubulin)共定位增加,而柚皮素(可抑制CRMP2磷酸化)处理能够使其共定位减少(图3A-B)。Western blot证实,NAR可显著降低RhoA及p-MLC S19的表达水平(图3C-F)。

图3. CRMP2磷酸化调控CD4+ T细胞极化
综上所述,本文中揭示了:
1. CRMP2 S522磷酸化是CD4+T细胞脊髓浸润的“关键开关”:在CIA模型中,CD4+T细胞CRMP2 Ser522位点磷酸化水平显著升高,驱动细胞极化和跨内皮迁移。
2.基因敲除CRMP2可阻断CD4+ T细胞脊髓浸润,显著缓解疼痛和关节肿胀。
3.天然黄酮类药物NAR及(S)-LCM通过抑制CRMP2磷酸化,有效减少CD4+T细胞脊髓浸润,逆转RA中枢敏化。
本研究受国家重点研发计划,国家自然科学基金,浙江省自然科学基金等的资助,通过“基因编辑-药物干预-机制解析”三位一体的系统性框架,首次系统揭示了CRMP2磷酸化在RA慢性疼痛中的关键作用。本研究创新性地将CRMP2的磷酸化状态与免疫细胞中枢浸润联系起来,揭示了RA慢性疼痛中神经免疫交互作用的新机制。该研究不仅为慢性疼痛治疗提供了可推广的分子靶点,其跨疾病适配性更凸显了神经免疫调控策略的通用化前景,为精准医学时代疼痛管理奠定了科学基石。
通讯作者
于捷副研究员,浙江大学博士,美国亚利桑那大学药理系博士后。研究领域专注于类风湿性关节炎等神经免疫系统疾病的慢性疼痛发病机制及神经药理学,抗免疫风湿性病中药药理学研究。已发表SCI论文50余篇,多项工作发表于PAIN,Science Translational Medicine,Biological Psychiatry,Journal of neuroinflammation等国际顶级杂志。
温成平教授,现任浙江中医药大学副校长,医学博士,教授,博士生导师,岐黄学者。牵头承担了国家重点研发计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金区域创新发展联合重点基金等国家重点重大项目7项,发表国内外学术论文百余篇,出版教材著作8部,获国家发明专利10余项,制定全国中医药诊疗标准和指南9项,成果获国家科技进步奖二等奖和国家教学成果二等奖各1项、省科技进步奖一等奖4项。