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神经系统的损伤或疾病可引发一种称为神经性疼痛的病理性疼痛。这种使人衰弱的疾病的症状包括自发性、持续性或发散性疼痛，以及对有害和无害刺激的放大疼痛感。
2025年5月17日，加拿大麦吉尔大学药理学和治疗学系的Noosha Yousefpour及其团队在Nature Communications上发表题为《Targeting C1q prevents microglia-mediated synaptic removal in neuropathic pain》的论文，结果表明，补体途径通过小胶质细胞对脊髓背角突触的吞噬作用，促进了持续性疼痛的高敏感性，这表明 C1q 是治疗神经性疼痛的一个潜在靶点。
神经损伤会导致微胶质细胞吞噬突触前神经元的结构
作者研究了脊髓小胶质细胞在周围神经损伤（SNI）后对抑制性和兴奋性神经结构的吞噬作用。实验使用转基因小鼠（Gad2-tdTom、Tac1-tdTom、Lmx1b-tdTom和MrgD-tdTom）标记不同神经元类型，通过高分辨率成像分析背角第二层小胶质细胞溶酶体（CD68+）内tdTomato+神经元成分的吞噬情况。结果显示，SNI后第7天，小胶质细胞吞噬的抑制性和兴奋性结构体积显著增加，并在随后两周维持高水平。兴奋性结构的吞噬在Tac1-tdTom和Lmx1b-tdTom小鼠中程度相似，而MrgD+初级传入神经元未被显著吞噬。尽管吞噬时间进程无差异，但第7天时抑制性成分的吞噬体积更大。进一步免疫共定位分析发现，小胶质细胞同时吞噬抑制性（VGAT+）和兴奋性（VGLUT2+）突触终端，且第7天时同侧吞噬量比对侧增加两倍。此现象在第14天和第21天持续增强。
微胶质细胞的短暂耗竭可减轻机械性过敏反应，并防止背角突触的丧失
为了探究小胶质细胞吞噬突触对神经性疼痛的影响，作者在SNI后第5天起连续6天使用CSF1R抑制剂PLX3397短暂抑制小胶质细胞活性。结果显示，该处理减少了91%的小胶质细胞，显著缓解机械性痛觉过敏，且镇痛效果在小胶质细胞恢复后仍部分持续。进一步分析发现，PLX3397治疗阻止了同侧背角抑制性突触的丢失，并意外增加了兴奋性突触（VGLUT2+Homer1+）密度13%。由于小胶质细胞通过多种途径参与疼痛行为，因此仅通过小胶质细胞的去除方法无法明确确定其突触去除能力对疼痛表型的具体贡献。为了解决这个问题，作者接下来确定了参与神经性疼痛的小胶质细胞驱动的突触去除途径，并研究了阻断该途径对疼痛行为的影响。
周围神经损伤会促使脊髓补体的组成成分增加，并激活由CX3CR1介导的突触修剪通路
接下来，作者研究了哪种微胶质细胞的突触修剪途径能够实现神经病理性疼痛中突触前末梢的消除。
作者通过RNA-seq和单细胞测序发现，在神经损伤后第7天，脊髓背角小胶质细胞的补体通路（C1q、C3、CR3）和CX3CR1介导的突触修剪通路显著上调。蛋白分析显示，C1q和C3在损伤后第7天明显增加，且CR3的表达早于补体成分（第3天即升高），并在慢性期（5个月后）仍维持较高水平。同时，CX3CR1+小胶质细胞的数量和单个细胞的CX3CR1表达量也在损伤后持续增加。尽管慢性期（5个月后）突触吞噬活动减弱，但同侧背角仍存在抑制性突触减少和兴奋性突触增加的现象，表明早期突触修剪对神经环路的长期重塑具有持久影响。
综合来看，这些实验为神经性疼痛的 SNI 模型中 CX3CR1 的上调以及补体介导的突触修剪途径的组成部分的激活提供了证据。
神经损伤导致的脊髓前突触末梢吞噬现象是由补体途径介导的
为探究补体和CX3CR1通路在神经损伤后突触修剪中的作用，研究者在C3敲除（C3 KO）和CX3CR1敲除（CX3CR1 KO）小鼠中分析了SNI后7天（吞噬高峰期）的突触吞噬情况。结果显示，两种KO小鼠均能诱导小胶质细胞增生和CD68+溶酶体体积增加，但CX3CR1 KO小鼠的增生幅度较小。值得注意的是，尽管存在基因缺失，两种KO小鼠的同侧背角仍能检测到抑制性和兴奋性突触的正常吞噬水平。
补体蛋白C1q由神经损伤激活的小胶质细胞表达，并位于背角突触处
研究发现，在神经损伤后7天，脊髓背角C1qa mRNA表达显著上调（约8倍），但原位杂交显示其不来源于Gad2+抑制性或Tac1+兴奋性神经元。免疫染色证实C1q蛋白主要在小胶质细胞内表达增加，同时在同侧背角突触附近出现点状细胞外分布。超分辨率显微镜（SIM）显示，C1q更倾向沉积在抑制性突触（VGAT+）而非兴奋性突触（VGLUT2+）上。通过PLX3397清除小胶质细胞后，突触C1q沉积几乎完全消失，证实其来源为小胶质细胞。此外，凋亡标志物CC3与C1q沉积无相关性，表明该过程不依赖凋亡通路。综合这些结果，表明 C1q 蛋白由小胶质细胞产生，并且优先（但并非唯一）标记背角抑制性突触以在神经性疼痛的 SNI 模型中被消除。
抑制C1q可以阻止神经性疼痛的形成，并保护背角神经突触回路
研究团队通过腹腔注射抗C1q抗体（ANX M1.21）阻断补体途径，探究其对神经损伤后突触重组的影响。实验方案从SNI术前24小时开始，每4天给药一次。结果显示，抗体治疗显著降低损伤后21天的机械性痛觉过敏，有效减少脊髓中总C1q和突触相关C1q的沉积，超分辨成像证实治疗组C1q标记的抑制性和兴奋性突触数量明显减少。进一步分析发现，ANX M1.21处理显著降低小胶质细胞对两类突触的吞噬，并防止了抑制性突触丢失和兴奋性突触增加。这些效应与先前PLX3397处理及补体基因敲除小鼠的结果一致，证实C1q介导的补体通路在神经病理性疼痛的突触重塑中起关键作用。
总之，这些结果表明，针对补体介导的突触修剪途径中的起始信号蛋白 C1q 进行干预，能够保护背角突触网络，并通过抑制小胶质细胞介导的突触吞噬作用来减轻慢性神经性疼痛。
总结
作者已经发现了一种机制，即通过重塑脊髓背角的突触网络，小胶质细胞能够引发神经性疼痛。作者表明，在外周神经损伤后，激活的小胶质细胞会激活经典的补体途径，以清除脊髓中的突触。这是通过产生并释放补体蛋白 C1q 实现的，该蛋白沉积在脊髓突触上，作为标记使其能够通过补体依赖的小胶质细胞信号传导机制被清除。对 C1q 的药物抑制能够保护脊髓回路，并通过破坏突触吞噬作用防止抑制性突触的丧失，从而减轻神经性疼痛。
这些数据表明，补体介导的突触修剪是神经性疼痛中结构性突触可塑性的主要驱动因素，并确定了一种预防疼痛过度敏感性维持的治疗策略。
研究结果强调了小胶质细胞和补体介导的突触修剪在抑制性突触的病理性缺失中的重要性，并为神经病理性疼痛中兴奋与抑制之间的失衡提供了机制上的解释。针对该通路的某些组成部分（如补体蛋白），能够保护背角神经回路，并阻止神经性疼痛的持续存在。
https://doi.org/10.1038/s41467-025-59849-1