丁酸钠调控特应性皮炎的神经免疫学机制

背景:特应性皮炎(atopicdermatitis,AD)是一种由免疫紊乱、皮肤屏障功能障碍以及菌群失调等多种因素参与的慢性炎症性皮肤病,通常伴发剧烈瘙痒,严重影响患者的生活质量。近年来发现神经免疫调控机制同样参与AD发病。菌群及其代谢产物已被证实可以参与调控神经免疫功能,但具体调控机制及在AD发病中的作用尚不明确。丁酸是肠道和皮肤菌群的重要代谢产物,研究证实其通过表观遗传机制调节炎症反应,我们前期研究结果显示丁酸可显著抑制AD小鼠的瘙痒症状,但其如何通过调控神经元功能改善AD炎症的机制尚未有研究报道。目的:探讨丁酸调控AD炎症和瘙痒反应的神经免疫学机制。方法:第一部分:利用MC903构建AD小鼠模型,利用组织病理学、酶联免疫吸附实验(enzyme-linked immunosorbentassay,ELISA)、实时荧光定量聚合酶链式反应(Quantitative Real-time Polymerase Chain Reaction,qPCR)等技术检测丁酸钠对AD炎症的影响。第二部分:主要以致痒原诱导小鼠急性瘙痒模型、MC903诱导小鼠慢性炎性瘙痒模型及乙醚丙酮水(acetone-ether-water,AEW)诱导小鼠慢性非炎症性瘙痒模型为研究对象,通过分析瘙痒行为学、并利用组织病理学、qPCR、免疫荧光等技术探讨丁酸钠对瘙痒反应的调控作用。第三部分:以小鼠背根神经节(dorsal root ganglia,DRG)细胞为研究对象,利用钙成像和ELISA等技术手段,检测丁酸钠对神经元电活动和神经递质释放的调控作用,并通过分子对接实验模拟丁酸钠对神经元离子通道的影响。结果:第一部分:MC903使用后,小鼠皮肤表面出现明显的红斑、鳞屑等AD样皮肤症状,丁酸钠口服或者外用后,小鼠红斑、鳞屑等皮损症状明显改善,表皮增厚和真皮内的炎症细胞浸润等减轻,血清总IgE降低,皮损内炎症因子表达减少。鞘内注射丁酸钠后小鼠的皮损症状获得同样改善,皮损内炎症因子表达下调。第二部分:丁酸钠皮下预注射不能抑制致痒原诱导的小鼠急性搔抓反应,但丁酸钠口服、外用或者鞘内注射均能减轻MC903诱导的小鼠的瘙痒反应,并降低小鼠表皮内的神经元密度。口服丁酸钠还可以减轻AEW引起的小鼠慢性搔抓反应。第三部分:丁酸钠可以显著降低瞬时受体电位香草酸受体1(transient potential vanselleckchem MRTX1133illoid receptor1,TRPV1)和瞬时受体电位锚蛋白 1(transient receptor potential ankyrin 1,TRPA1)活化后的钙流峰值,并且使DRG神经元对TRPV1脱敏的比例上调,分子对接模拟实验显示丁酸钠可与TRPV1直接结合。进一步研究发现丁酸钠预处理可抑制DRG神经元对辣椒素的响应比例,并抑制辣椒素诱导的神经肽P物质释放。结论:RepSox体内本研究表明丁酸钠可能通过调控炎症反应和神经元活化,缓解MC903诱导的AD样皮炎症状和瘙Medium Frequency痒反应,在AD发病过程中发挥保护作用。