一般情況下，周圍神經(jīng)的損傷會通過Wallerian變性，破壞損傷部位遠(yuǎn)端的軸突并促進(jìn)免疫細(xì)胞對碎片吞噬，與此同時啟動軸突生長的程序，以允許健康的神經(jīng)構(gòu)建新的神經(jīng)。雖然這種對軸突損傷的適應(yīng)性反應(yīng)促進(jìn)了碎片的吞噬作用并最終使軸突再生，但它也導(dǎo)致了神經(jīng)病理性疼痛的癥狀。 軸突變性通常被認(rèn)為是神經(jīng)元自發(fā)產(chǎn)生的，然而損傷后軸突變性的時間差異和最近的一些證據(jù)指出具有細(xì)胞毒性作用的免疫細(xì)胞在軸突變性的過程中可能具有某種重要作用。

自然殺傷(NK)細(xì)胞本身是細(xì)胞毒性的淋巴樣細(xì)胞(ILC)，通常參與腫瘤或病毒感染的靶細(xì)胞的破壞。NK 細(xì)胞活性由刺激信號與抑制信號的平衡性來調(diào)節(jié)，而該過程由不同的受體介導(dǎo)。NKG2D作為其中最具有代表性的受體，可以在NK 細(xì)胞和一些T 細(xì)胞上表達(dá)。通常情況下，NKG2D 的內(nèi)源性配體在大多數(shù)組織中不表達(dá)，但是在發(fā)生腫瘤或者感染等情況下就被誘發(fā)出高表達(dá)。之前的研究已經(jīng)證實，成年動物神經(jīng)損傷后會出現(xiàn)NK 細(xì)胞在內(nèi)的免疫細(xì)胞的浸潤；外周神經(jīng)病變中，NK 細(xì)胞的浸潤與疾病的相關(guān)程度相關(guān)；此外，成年小鼠的NK 細(xì)胞在體外可以直接對未成熟胚胎的背根神經(jīng)節(jié)產(chǎn)生細(xì)胞毒性。

該研究探索了NK 細(xì)胞在成年小鼠周圍神經(jīng)損傷中的反應(yīng)和導(dǎo)致的神經(jīng)功能改變。結(jié)果提示細(xì)胞毒性NK 細(xì)胞是外周神經(jīng)損傷后初級傳入神經(jīng)軸突特異性變性的新因素，并且還發(fā)現(xiàn)NK 細(xì)胞不會破壞神經(jīng)元胞體。增強(qiáng)這種NK 細(xì)胞依賴性變性機(jī)制可以提升受損軸突的清除能力，降低機(jī)械超敏反應(yīng)水平。這一發(fā)現(xiàn)為受損軸突清除的免疫機(jī)制提供了新的思路，了解NK 細(xì)胞在選擇性軸突變性中的作用將有利于人們理解神經(jīng)病理性疼痛的產(chǎn)生機(jī)制。

該研究首先在離體水平通過經(jīng)典途徑由IL-2 激活NK 細(xì)胞， 將表達(dá)黃色熒光蛋白的NK 細(xì)胞，與DiI 標(biāo)記的胚胎和成年老鼠的DRG 共培養(yǎng)，共聚焦結(jié)果顯示，激活的NK 細(xì)胞高度活躍并與感覺神經(jīng)元直接接觸。NK 細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞毒性，導(dǎo)致胚胎DRG 中軸突的破壞和細(xì)胞的死亡，然而在成年DRG 中神經(jīng)軸突膜保持基本完整。接下來，通過qPCR 測定了胚胎DRG 中RAE1 的含量，結(jié)果顯示胚胎DRG 中的RAE1 是成年小鼠DRG 中的17 倍多。為了確定RAE1在胚胎DRG中的功能，使用小干擾RNA (siRNA)敲除了所有RAE1 同種型，與陰性對照相比，NK 細(xì)胞介導(dǎo)的細(xì)胞毒作用顯著降低。這說明了活化的NK細(xì)胞是通過RAE1 介導(dǎo)的機(jī)制對胚胎DRG 感覺神經(jīng)元發(fā)揮細(xì)胞毒性作用。接下來，將成年小鼠DRG 在微流體室中培養(yǎng)5 天后，將受到刺激與未受刺激的NK 細(xì)胞與成年小鼠的DRG 共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)Rae1 mRNA 水平呈時間依賴性上調(diào)，并且受到刺激的NK 細(xì)胞對受損軸突的吞噬是未受到刺激NK 細(xì)胞的10 倍。

離體水平的實驗結(jié)果并不一定在整體動物水平可以被重現(xiàn)出來，為了驗證離體細(xì)胞上的實驗發(fā)現(xiàn)，作者切斷了成年小鼠第五腰椎DRG 的脊神經(jīng)，在損傷后的第4 天和第7 天分離DRG，通過qPCR 測定，RAE1 表達(dá)水平呈損傷依賴性上調(diào)。并且，與假手術(shù)組相比，IL-2 刺激過的NK 細(xì)胞更加促進(jìn)對受損軸突的吞噬。為了測定NK 細(xì)胞在體內(nèi)的反應(yīng)和功能，研究者將Ncr1icre老鼠與表達(dá)黃色熒光蛋白(YFP)或白喉毒素(DTx)的小鼠雜交，Ncr1 編碼NKp46 受體，其在所有NK 細(xì)胞上表達(dá)。結(jié)果顯示，假手術(shù)小鼠的坐骨神經(jīng)中未發(fā)現(xiàn)YFP陽性NK細(xì)胞。相反，L5x 損傷的小鼠的坐骨神經(jīng)中募集到了大量的YFP 陽性NK 細(xì)胞。雙光子成像顯示，NKp46-YFP細(xì)胞沿著坐骨神經(jīng)神經(jīng)內(nèi)血管壁“滾動”，NK 細(xì)胞非?；钴S并顯示多極狀態(tài)。行為學(xué)上，IL-2 處理過的NK 細(xì)胞功能得到增強(qiáng)的小鼠在受影響的足底感覺顯著降低。但是一旦受損的軸突被清除，健康的軸突開始在它們的位置重新生長出來。在坐骨神經(jīng)遭受破壞的大約兩周后，它們的足底恢復(fù)了感覺。其他的NK 細(xì)胞功能未得到與增強(qiáng)的小鼠相似的恢復(fù)時間表。但是，鑒于它們部分受損的軸突沒有被有效清除，因此損傷后30 天或更長時間內(nèi)，它們繼續(xù)表現(xiàn)出高水平的疼痛機(jī)械學(xué)超敏。并且值得興奮的是，NK 細(xì)胞在吞噬神經(jīng)元的軸突的時候不會破壞神經(jīng)元的胞體。研究人員發(fā)現(xiàn)，RAE1 蛋白或者沿著軸突逆向運輸或者Rae1 mRNA 在損傷的感覺軸突中局部翻譯。這種NKG2D 與RAE1 之間的相互作用發(fā)生在軸突受損部位，可以保護(hù)神經(jīng)元的胞體免受NK 細(xì)胞的吞噬攻擊。

該研究首次提出，調(diào)節(jié)NK 細(xì)胞的功能可能能夠有效清除受損的軸突，從而把免疫系統(tǒng)與神經(jīng)病理性疼痛緊密聯(lián)系起來。以往認(rèn)為干擾免疫系統(tǒng)總是會帶來風(fēng)險，但是此研究發(fā)現(xiàn)，受損的神經(jīng)元軸突可以表達(dá)RAE1 蛋白，隨之招募NK 細(xì)胞，NK細(xì)胞受體NKG2D 與配體RAE1 之間相互作用，可以促進(jìn)NK 細(xì)胞對受損的神經(jīng)元進(jìn)行吞噬，從而允許健康的軸突再生和緩解神經(jīng)病理性疼痛。因此，更多地了解NK 細(xì)胞在選擇性軸突變性中的作用，將成為研究神經(jīng)病理性疼痛的一個新的立足點。隨著理解研究的加深，利用NK 細(xì)胞來治療神經(jīng)病理性疼痛可能成為新的鎮(zhèn)痛藥物的研發(fā)策略。