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疼痛背后的“突触搬运工”:胶质前体细胞带来新线索

Acta neuropathologica communications · 2026-04-10

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Acta neuropathologica communications · 研究前沿

疼痛背后的“突触搬运工”:胶质前体细胞带来新线索

在骨癌痛小鼠的前扣带皮层,研究者发现一种胶质前体细胞吞入了更多突触相关材料。沿着 LCN2 信号追踪,这场细胞间的互动逐渐浮出水面。

根据论文主题制作的 AI 科学概念插画

疼痛为何常常伴随紧张与不安?答案可能藏在大脑处理感觉与情绪的回路里,也可能藏在神经元身旁那些容易被忽略的细胞中。少突胶质前体细胞(OPC)通常以生成髓鞘细胞的能力为人熟知,但它们还有另一项本领:吞入周围的突触材料。2026年发表于《Acta Neuropathologica Communications》的一项研究,把视线投向骨癌痛小鼠的前扣带皮层(ACC)。从脑活动的改变,到胶质细胞内部的细小颗粒,再到一条分子信号,团队追踪了疼痛与焦虑样行为背后的一场细胞间互动。

关键发现

骨癌痛模型中,ACC 的 OPC 吞入更多抑制神经元相关材料。降低 LCN2 或其受体 SLC22A17 后,这类材料减少,机械敏感和部分焦虑样行为也随之改善,神经元与胶质细胞之间的信号联系成为新的研究切入点。

阅读目录 · 6个部分

疼痛持续时,大脑的“刹车”怎样回应?

模型建立后的第二十一天,雄性小鼠对机械刺激变得更加敏感,也更少进入开放场地的中央和高架迷宫的开放臂。与这些行为变化相伴,ACC 对较弱刺激的钙信号增强,活动相关标记也升高。这个同时参与疼痛与情绪处理的脑区,成为研究者追踪细胞变化的起点。

其中,GAD67 阳性细胞及抑制性突触相关标记减少,但被记录的 GABA 神经元对刺激的响应反而更强。研究者将后者理解为一种补偿:抑制网络的结构发生变化,仍在工作的细胞则加大了回应。当团队进一步增强这群神经元的活动,小鼠的机械敏感减轻,部分探索表现也改善。这让抑制网络的调节作用变得更加具体。

把镜头拉近,突触材料出现在胶质细胞里

接下来,团队把镜头从神经元转向它们的邻居。模型小鼠的 OPC 分支增多;三维重建显示,OPC 内部出现更多 GAD67 相关材料,并与溶酶体标记相伴。免疫电镜也捕捉到相应的细胞内结构。几种成像结果指向同一件事:这些前体细胞正在参与抑制神经元相关材料的处理。

与此同时,GABA 神经元上的树突棘减少,OPC 与这些结构之间的接触也进入研究者的视野。树突棘接收输入,神经元的轴突则向外传递信号;两端各有自己的角色。把这些观察放在一起,研究描绘出一个更丰富的画面:疼痛相关的回路变化,既涉及神经元如何响应,也涉及邻近胶质细胞怎样处理周围的结构。

原论文图 2OPC 与突触材料的相遇
OPC 与突触材料的相遇
原论文 Figure 2。胶质细胞形态、三维重建与免疫电镜显示 OPC 内的突触相关材料;树突棘成像呈现 OPC 与 GABA 神经元结构的接触。
来源:Jiang L et al. · Acta neuropathologica communications · CC BY-NC-ND
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沿着 LCN2,找到细胞之间的联系

什么信号让 OPC 的变化与疼痛状态相联系?分子筛选把 LCN2 带入了视野。这种分泌蛋白在模型小鼠的 ACC 和血清中升高,脑组织中的共定位结果主要见于神经元。脑区活动、细胞形态与分子表达三条线索,至此汇到了同一个候选信号上。

当团队在 ACC 中中和 LCN2,或降低神经元相关的 LCN2 表达,部分痛样和焦虑样行为得到改善,OPC 内的 GAD67 相关材料也减少。改变一个分子,细胞中的材料与动物的行为一起发生变化,使 LCN2 成为这场神经元—胶质互动的重要线索。

原论文图 4LCN2 改变后,细胞与行为一起回应
LCN2 改变后,细胞与行为一起回应
原论文 Figure 4。降低 LCN2 后的行为表现、表达变化,以及 OPC 内 GAD67 相关材料的三维图像和量化结果。
来源:Jiang L et al. · Acta neuropathologica communications · CC BY-NC-ND
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受体这一端,也给出了回应

有了信号,还需要能够接收它的细胞。研究者发现,LCN2 受体 SLC22A17 在模型中增加,与 OPC 的共定位也增强。降低 ACC 中的受体表达后,小鼠的机械阈值和部分探索指标改善,OPC 内相关材料随之减少。配体和受体两端的干预,给出了方向一致的结果。

LCN2—SLC22A17 因而把分子信号与胶质细胞的材料处理联系起来。这里的受体干预作用于局部脑组织,细胞专属的贡献仍是下一步值得追踪的问题。对这项研究而言,重要进展在于:原先并排出现的分子、细胞和行为变化,已经有了可以通过干预继续探索的联系。

原论文图 5沿着受体追踪细胞间信号
沿着受体追踪细胞间信号
原论文 Figure 5。SLC22A17 的表达与定位,以及降低受体表达后机械阈值、探索表现和 OPC 内相关材料的变化。
来源:Jiang L et al. · Acta neuropathologica communications · CC BY-NC-ND
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从接收信号,到伸出细胞的“手”

吞入材料离不开细胞自身的动作。培养的原代 OPC 在 LCN2 作用下,荧光微珠摄入和溶酶体相关指标增加;降低 SLC22A17 后,这些变化减弱。微珠提供了一个观察摄入能力的窗口,让研究者继续追问信号如何改变细胞的行动。

线索随后落在细胞骨架上:LCN2 伴随丝状突起和 RAC1 活性的变化,阻断肌动蛋白聚合则减少微珠摄入。好比一双需要调整姿态的“手”,细胞的伸展与内部支架共同影响它如何接触和纳入周围材料。脑组织中的成像与培养细胞中的结果相互衔接,为这条分子信号补上了细胞动作的一环。

原论文图 6细胞骨架与材料摄入
细胞骨架与材料摄入
原论文 Figure 6。培养 OPC 的微珠摄入、LCN2 与受体干预,以及细胞突起、肌动蛋白和 RAC1 相关结果。
来源:Jiang L et al. · Acta neuropathologica communications · CC BY-NC-ND
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理解疼痛,也要看看神经元的邻居

这项研究为骨癌痛带来了一条神经—胶质线索:ACC 中的 LCN2 信号、OPC 摄入材料及抑制网络变化,与痛样和焦虑样行为相互联系。大脑回路的改变,既有神经元活动的一面,也有细胞之间结构互动的一面。那些常被放在背景里的胶质前体细胞,正在进入疼痛研究的主画面。

目前的发现来自雄性小鼠模型。接下来,动态追踪材料去向、测量突触电流,并在特定细胞中检验这条信号,将帮助揭示结构变化怎样影响回路功能;其他性别、肿瘤类型及临床场景也有待研究。顺着这些细小的突触材料继续追踪,疼痛与情绪为何交织在一起,可能会出现新的答案。

论文信息

Jiang L, Hou YF, Mao YT, Huang SM, Wang Y, Ni K, Yao Y, Yu JC, Huang YL, Xu R, Zhang W, Gu XP, Ma ZL.
LCN2/SLC22A17 mediates the phagocytosis of GABAergic synapses by oligodendrocyte progenitor cells and contributes to cancer-induced pain and comorbid anxiety-like behaviors in mice
Acta neuropathologica communications · 2026-04-10
DOI: 10.1186/s40478-026-02296-w