文献解读IF48.5！复旦团队首次揭秘压力致皮炎恶化的神经免疫新机制

文献标题: A sympathetic-eosinophil axis orchestrates psychological stress to exacerbate skin inflammation

期刊: Science

影响因子：45.8

发表时间：2026年3月19日

DOI: 10.1126/science.adv5974

研究团队：复旦大学脑科学研究院/脑功能与脑疾病全国重点实验室、脑科学前沿科学中心柳申滨团队

研究创新点：首次揭开交感-嗜酸性粒细胞轴的核心机制，清晰阐释心理压力诱发皮肤炎症加重的神经免疫通路，为特应性皮炎诊疗带来全新突破

研究核心：心理应激通过激活交感神经释放去甲肾上腺素（NE），作用于嗜酸性粒细胞的β2肾上腺素受体（Adrb2），促进其释放CCL11（eotaxin-1），进而招募更多嗜酸性粒细胞至皮肤，形成正反馈循环，加剧特应性皮炎（AD）样皮肤炎症。

文献发表Science上的截图：https://doi.org/10.1126/science.adv5974

一、实验材料详解

1.1 动物模型

1.2 疾病模型构建相关

Calcipotriol（MC903，卡泊三醇）54652ES

· 作用: 诱导特应性皮炎（AD）样皮肤炎症模型

· 配置方法: 溶解于乙醇，配制成 20 nmol/50 μL 的工作浓度

· 作用方式: 每日在小鼠右耳背侧皮肤局部涂抹

· 作用时间: 连续 7–14天

· 作用对象: C57BL/6J小鼠耳部皮肤

· 作用结果: 诱导AD样炎症，表现为耳部厚度增加、表皮增厚、嗜酸性粒细胞浸润、IL-31和CCL11表达上调

· 对照组: 50 μL无水乙醇涂抹

6-OHDA（6-羟基多巴胺，6-hydroxydopamine）61405ES

· 作用: 化学性交感神经去神经化（sympathectomy）

· 配置方法: 溶解于含 0.1%抗坏血酸 的生理盐水，配制成 50 mg/mL 的储备液，现配现用（避光）

· 作用浓度: 100 mg/kg（腹腔注射）或局部皮肤注射 10 μg/20 μL

· 作用方式: 腹腔注射或皮损局部多点注射

· 作用时间: 单次注射，观察期7–14天；或在MC903造模前3天预处理

· 作用对象: C57BL/6J小鼠

· 作用结果: 耗竭皮肤交感神经末梢的去甲肾上腺素（NE），阻断应激诱导的炎症加重

· 注意事项: 6-OHDA对光敏感，需在弱光下操作；具有神经毒性，需精确控制剂量

1.3 神经调控与药物干预化合物

CCL11（Eotaxin-1，嗜酸性粒细胞趋化因子-1）90984ES

· 作用: 嗜酸性粒细胞趋化因子，验证其在应激-炎症放大中的关键作用

· 配置方法: 重组小鼠CCL11蛋白溶解于 PBS（含0.1%BSA），配制成 100 ng/20 μL

· 作用方式: 皮内注射（intradermal injection）至小鼠耳部皮肤

· 作用时间: 每日一次，连续 3–5天

· 作用对象: 野生型小鼠或Adrb2⁻/⁻小鼠耳部皮肤

· 作用结果: 单独CCL11可诱导嗜酸性粒细胞局部浸润；在Adrb2⁻/⁻小鼠中效应减弱，证实NE通过Adrb2调控CCL11释放

去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）56763ES

· 作用: 交感神经主要神经递质，直接刺激嗜酸性粒细胞

· 配置方法: 溶解于生理盐水，配制成 10 μM–100 μM 的工作液（现配现用，避光）

· 作用浓度: 10 μM（体外细胞实验）；局部皮肤注射 1 μg/20 μL（体内实验）

· 作用方式:

o 体外: 加入嗜酸性粒细胞培养基中孵育

o 体内: 皮内注射至小鼠耳部

· 作用时间:

o 体外: 孵育 2–4小时

o 体内: 单次或每日注射，连续3天

· 作用对象: 原代小鼠嗜酸性粒细胞或野生型/Adrb2⁻/⁻小鼠

· 作用结果: 促进嗜酸性粒细胞释放CCL11、Epx（嗜酸性粒细胞过氧化物酶）和IL-31；该效应在Adrb2⁻/⁻细胞中被阻断

Propranolol（普萘洛尔，β受体阻滞剂）726703ES

· 作用: 非选择性β肾上腺素受体拮抗剂，阻断NE/肾上腺素效应

· 配置方法: 溶解于生理盐水或DMSO，配制成 10 mg/mL 储备液，工作液稀释至 1 mg/mL

· 作用浓度: 10 mg/kg（腹腔注射）或局部涂抹 1%乳膏

· 作用方式: 腹腔注射（i.p.）或皮损局部涂抹

· 作用时间: 每日一次，于应激或MC903处理前30分钟给药，连续7–14天

· 作用对象: 野生型MC903造模小鼠

· 作用结果: 显著抑制RHS应激诱导的耳部炎症加重，降低皮肤CCL11和IL-31水平，减少嗜酸性粒细胞浸润

Zenidolol（ICI 118551，选择性β2受体拮抗剂）735122ES

· 作用: 高选择性Adrb2拮抗剂，特异性阻断β2受体信号

· 配置方法: 溶解于DMSO，配制成 10 mM 储备液，工作液稀释至 10 μM

· 作用浓度: 10 μM（体外）；5 mg/kg（体内腹腔注射）

· 作用方式: 体外加入细胞培养基；体内腹腔注射

· 作用时间: 体外孵育30分钟预处理后加NE；体内每日一次

· 作用对象: 原代嗜酸性粒细胞（体外）；野生型小鼠（体内）

· 作用结果: 体外完全阻断NE诱导的CCL11释放；体内减轻应激诱导的皮肤炎症

1.4 细胞实验相关

1.5 分子检测与示踪相关

二、实验步骤详解

2.1 心理应激模型（RHS，Repeated High Platform Stress）

1. 设备: 定制高台应激箱（高台高度15 cm，平台面积6×6 cm，置于透明有机玻璃箱中）

2. 操作流程:

· 每日将小鼠置于高台上 3次，每次 1小时，间隔 2小时

· 连续进行 7天

· 对照组置于无高台的普通饲养笼中

3. 应激效果验证: 检测血清皮质酮（Corticosterone）水平，RHS组显著升高

4. 与AD模型结合: RHS与MC903造模同步进行，或RHS预处理后再MC903造模

2.2 交感神经调控实验

光遗传学激活（Optogenetic Activation）

· 工具鼠: Pdyn-Cre × Ai32 (ChR2) 杂交小鼠

· 刺激参数: 473 nm蓝光激光， 10 mW/mm²， 20 Hz， 10 ms脉冲宽度，刺激 10分钟

· 操作方式: 在体皮肤局部照射或离体交感神经节-皮肤共培养体系

· 检测指标: 皮肤NE水平（HPLC-ECD）、CCL11释放（ELISA）

化学性交感神经切除

· 6-OHDA 100 mg/kg 腹腔注射，造模前3天给药

· 验证方法: 皮肤组织酪氨酸羟化酶（TH）免疫荧光染色，确认交感神经纤维缺失

2.3 嗜酸性粒细胞分离与功能实验

1. 细胞来源: 小鼠骨髓或外周血

2. 分选方法:

· 密度梯度离心（Percoll （40501ES），密度1.082 g/mL）

· 磁珠分选（anti-Siglec-F MicroBeads）

· 流式分选（Siglec-F⁺ CCR3⁺）

3. 培养条件: RPMI 1640 + 10% FBS + IL-5（10 ng/mL）维持

4. 刺激实验:

· NE（Norepinephrine）——刺激: 加入 10 μM Norepinephrine（56763ES），孵育 2–4小时

· 受体阻断: 预加 Propranolol（726703ES）（10 μM） 或 Zenidolol（ICI 118551）735122ES（10 μM） 30分钟

· 收集上清检测CCL11、IL-31、Epx

2.4 交感神经元的分离与培养

样品100 g离心1分钟进行分离，并在37°C条件下用4 mg II型胶原酶(40508ES76, YEASEN) 和1.25 mg 分散酶II (40104ES80, YEASEN) 在1 mL无Ca²⁺/Mg²⁺的1×HBSS中进一步消化30分钟。离心100 g 10分钟后，收集细胞沉淀并悬浮于1 mL无Ca²⁺/Mg²⁺的1×HBSS中。随后，样品以100 g离心10分钟，收集沉淀细胞并悬浮于含有2% B-27补充液、1% L-谷氨酰胺、100 U/mL青霉素和100 μg/mL链霉素的神经基础培养基中。然后将细胞接种于涂有10 μg/mL 聚-L-赖氨酸的12 mm盖玻片上，并在37°C、5% CO₂和95%空气的潮湿培养环境中培养18-24小时。

客户使用Yeasen产品（胶原酶Ⅱ和分散酶Ⅱ）的实验步骤图（图片来源于https://doi.org/10.1126/science.adv5974）

2.5 流式细胞术分析

为了表征在应激处理的类AD小鼠中募集的细胞，将实验的皮肤切碎，并在含有 2 mg/mL 胶原酶 I (40507ES60, YEASEN)、2.4 U/mL 分散酶II (40104ES80, YEASEN) 和 1 mg/mL DNase的2 mL RPMI 培养基中于37°C消化90分钟。消化后，对皮肤进行机械解离，用含0.5% BSA 的HBSS洗涤，并通过40 μm细胞过滤器过滤以获得单细胞悬液。血液样本从小鼠中采集至 EDTA 涂层管中。骨髓通过用含完全 RPMI 培养基的 23 号针头冲洗股骨和胫骨进行分离。收集骨髓单细胞悬液，并通过 40 μm 细胞过滤器过滤。

客户使用Yeasen产品（胶原酶Ⅰ和分散酶Ⅱ）的实验步骤图（图片来源于https://doi.org/10.1126/science.adv5974）

2.6 皮肤炎症评估指标

三、核心实验结果

1. RHS应激显著加重MC903诱导的AD样炎症: 耳部厚度增加约 2.5倍，表皮增厚 3倍，嗜酸性粒细胞浸润增加 5倍。

2. 交感神经是应激-炎症桥梁: 6-OHDA化学性交感神经切除或Propranolol给药完全阻断RHS的炎症加重效应。

3. 嗜酸性粒细胞是CCL11主要来源: 流式分选显示皮肤浸润的 Siglec-F⁺ CCR3⁺ 嗜酸性粒细胞在NE刺激下CCL11 mRNA上调 10倍，蛋白释放增加 8倍。

4. Adrb2介导NE对嗜酸性粒细胞的调控: Adrb2⁻/⁻小鼠的嗜酸性粒细胞对NE刺激无反应，且RHS应激不加重其皮肤炎症。

5. IL-31是下游效应分子: NE刺激嗜酸性粒细胞释放IL-31，IL-31进一步刺激角质形成细胞释放CCL11和TSLP，形成炎症放大环路。

6. 光遗传学激活交感神经足以模拟应激效应: Pdyn⁺交感神经光遗传学激活可独立诱导皮肤CCL11上调和嗜酸性粒细胞招募，无需应激刺激。

四、核心机制和关键实验逻辑

心理应激 (RHS)/心理压力

↓

脑调控中枢

↓

交感神经激活 (Pdyn⁺神经元)

↓

皮肤NE（Norepinephrine）释放 ↑

↓

嗜酸性粒细胞 (Siglec-F⁺ CCR3⁺)

↓ (通过Adrb2受体)

CCL11释放 ↑ + IL-31释放 ↑

↓ ↓

嗜酸性粒细胞招募 ← 角质形成细胞活化

↓

释放炎症介质与致痒因子

↓

AD样皮肤炎症加重 (耳部厚度↑, 表皮增厚, 瘙痒)

干预节点:

· 6-OHDA: 交感神经切除（上游阻断）

· Propranolol/ICI 118551: β/β2受体阻断（中游阻断）

· 抗IL-31中和抗体: 下游炎症因子阻断

· CCR3⁻/⁻小鼠: 嗜酸性粒细胞招募阻断

五、研究意义与转化价值

该研究首次阐明了一条完整的"心理应激→交感神经→嗜酸性粒细胞→皮肤炎症"神经免疫轴，为特应性皮炎等瘙痒性皮肤病的治疗提供了新靶点：

1. β受体阻滞剂（如普萘洛尔） 可能成为AD患者的辅助治疗方案，尤其适用于伴有焦虑/抑郁的患者。

2. 局部靶向交感神经或CCL11 可避免全身免疫抑制治疗的副作用。

3. 嗜酸性粒细胞Adrb2 作为特异性靶点，为开发新型抗炎药物提供方向。

六、实验用到的关键试剂整理汇总

该研究用到了大量高品质的细胞培养和分子生物学试剂，以下是根据文献整理的关键试剂及对应的Yeasen（翌圣生物）产品信息：

参考文献

[1] Jiahe Tian et al. A sympathetic-eosinophil axis orchestrates psychological stress to exacerbate skin inflammation. Science. 391,1269-1277(2026). DOI:10.1126/science.adv5974. (IF:45.8)