单核细胞来源的IL-10驱动疼痛消退的性别差异：雄激素信号与IL-10+CD206high单核细胞的关键作用

《Science Immunology》：Monocyte-derived IL-10 drives sex differences in pain duration

为阐明为何女性疼痛消退更慢、慢性疼痛风险更高，Sim等人开展研究，揭示了由雄激素信号驱动的、产生IL-10的单核细胞通过与感觉神经元直接对话，促进疼痛消退的新机制。该研究不仅阐明了疼痛消退性别差异的免疫学基础，也为靶向单核细胞-IL-10轴治疗疼痛提供了新思路。

　　

在人群中，一个令人困惑且普遍存在的现象是：女性往往比男性经历更长久、更顽固的疼痛。这意味着，在遭受相似的伤害或炎症后，女性的疼痛消退（Pain Resolution）速度更慢，这使得她们从急性疼痛发展为慢性疼痛的风险显著增高。然而，造成这种疼痛消退“男女有别”的根本原因，科学界却知之甚少。这背后，是复杂的性别生理差异、还是未知的生物学机制在作祟？解开这个谜团，不仅关乎对疼痛本质的理解，更是开发更公平、更有效镇痛疗法的关键。

为了回答这一问题，由Sim等人领导的研究团队在《Science Immunology》上发表了一项突破性研究。他们独辟蹊径，从免疫系统与神经系统的对话中寻找答案。已知免疫细胞在驱动疼痛中扮演着重要角色，但它们在“关闭”疼痛信号、促进消退中的作用，尤其是是否存在性别差异，尚不清楚。而白细胞介素-10 (Interleukin-10, IL-10)作为一种经典的抗炎细胞因子，已知具有镇痛作用，但其是否以及如何参与疼痛消退的性别差异，仍是一个悬而未决的问题。

研究团队综合利用了多种关键技术方法。在临床关联层面，他们分析了来自AURORA研究队列的245名创伤后患者（主要因机动车事故受伤）的数据，包括长期疼痛评分、血浆IL-10水平和基于RNA测序（RNA-seq）数据通过CIBERSORTx估算的循环免疫细胞比例。在机制探索层面，他们主要使用了小鼠模型，包括经典的完全弗氏佐剂（Complete Freund‘s Adjuvant, CFA）诱导的皮肤炎症疼痛模型，以及一种结合了足底手术切口和束缚应激的新型创伤疼痛模型。核心的细胞和分子机制研究依赖于一系列转基因小鼠，例如利用IL-10启动子驱动绿色荧光蛋白（GFP）表达的IL-10报告小鼠（Il10^GFP）来追踪IL-10产生细胞；通过LysM^cre或Avil^cre工具鼠分别实现髓系细胞（如单核细胞）或感觉神经元中特定基因（Il10, Il10ra, Ar）的条件性敲除。细胞表型分析则通过高维光谱流式细胞术（Spectral Flow Cytometry）对炎症皮肤中的免疫细胞进行精细分型，并利用UMAP等可视化技术展示细胞亚群。此外，研究还采用了多种干预手段，包括使用氯膦酸盐脂质体、抗CCR2抗体或CCR2基因敲除（KO）小鼠来特异性耗竭单核细胞，以及通过手术（卵巢切除术OVX、睾丸切除术ORX）或药物（双氢睾酮DHT、氟他胺Flutamide）操控性激素信号，来验证雄激素的作用。

研究结果主要分为以下几个部分，揭示了从现象到机制的完整链条：

1. 雄性小鼠因皮肤感觉神经元中IL-10信号升高而更快消退炎症性疼痛

研究首先在CFA诱导的小鼠皮肤炎症模型中得到确证：雄性小鼠的机械痛敏消退速度显著快于雌性，尽管两性间的炎症水肿程度和皮肤中总免疫细胞数量没有差异。关键在于，研究者发现雄性小鼠炎症皮肤中产生IL-10的免疫细胞（主要是CD45⁺细胞）数量更多，且皮肤局部IL-10的mRNA和蛋白水平也更高。这些IL-10水平与疼痛消退速度正相关。直接向炎症部位注射重组IL-10能加速两性小鼠的疼痛消退，而注射中和性抗IL-10抗体则会延缓消退。进一步的机制研究表明，皮肤感觉神经末梢表达IL-10受体1（IL-10R1），IL-10可直接作用于神经元。在感觉神经元中特异性敲除IL-10受体基因（Il10ra）的小鼠，其疼痛消退严重受损。这些结果证明，皮肤局部IL-10通过与感觉神经元上的IL-10R1直接对话，是驱动疼痛消退的关键，而雄性更高的IL-10水平是其更快恢复的原因。

2. 雄性小鼠在发炎皮肤中拥有比雌性更高数量的IL-10⁺单核细胞

那么，产生IL-10的究竟是哪种免疫细胞？通过高维流式分析，研究团队锁定了Ly6C^high髓系细胞。这类细胞在雄性炎症皮肤中更为富集，并且是IL-10的主要生产者。进一步细分单核/巨噬细胞群体发现，在炎症皮肤中，单核细胞（而非巨噬细胞）是IL-10的主要来源，其中IL-10⁺单核细胞的数量在雄性中显著高于雌性。

3. IL-10⁺单核细胞对炎症性疼痛消退至关重要

为了确认单核细胞的功能，研究采用了多种单核细胞耗竭策略。无论是使用氯膦酸盐脂质体、在LysM-DTR小鼠中使用白喉毒素、还是利用抗CCR2抗体或CCR2 KO小鼠来特异性减少单核细胞，都会显著延缓雄性和雌性小鼠的疼痛消退，并降低皮肤IL-10水平。反之，特异性在髓系细胞（LysM⁺）中敲除IL-10基因（LysM-Il10小鼠），也会导致疼痛持续不退。这些实验强有力地证明了IL-10⁺单核细胞是疼痛消退所必需的。

4. IL-10⁺CD206^high单核细胞在雄性皮肤中比雌性更丰富

对单核细胞进行更精细的亚群分析后，研究者发现了一个特别的群体：Ly6C^highCCR2^highCD206^high单核细胞。这个亚群中含有最高比例的IL-10产生细胞（约40%），并且其数量在雄性中显著高于雌性。这表明，CD206^high表型的IL-10⁺单核细胞是驱动疼痛消退性别差异的关键细胞亚型。

5. DHT增加雌性小鼠的IL-10⁺单核细胞并加速疼痛消退

性激素在其中扮演什么角色？研究发现，对雌性小鼠进行卵巢切除并补充雄激素双氢睾酮（DHT），可以使其疼痛消退速度加快，达到类似雄性的水平，并伴随着皮肤中IL-10⁺单核细胞，特别是IL-10⁺CD206^high单核细胞数量的增加。相反，雌激素似乎不参与调控。

6. 雄性中雄激素信号的缺失会减少IL-10⁺单核细胞并延迟疼痛消退

在雄性小鼠中，切除睾丸（ORX）或使用雄激素受体（AR）拮抗剂氟他胺处理，则会逆转其优势：疼痛消退变慢，皮肤IL-10水平下降。更重要的是，特异性在髓系细胞中敲除雄激素受体基因（LysM-Ar小鼠），同样会延缓疼痛消退并降低IL-10。这表明，雄激素通过作用于单核细胞自身的AR，直接促进其产生IL-10。

7. Resolvin D1通过上调IL-10⁺单核细胞来加速疼痛消退

在转化医学方面，研究者测试了促消退脂质介质Resolvin D1 (RvD1)的作用。局部注射RvD1能有效加速两性小鼠的疼痛消退，并消除了性别差异。其机制正是通过增加IL-10⁺单核细胞（特别是CD206^high亚群）的数量。而且，RvD1在缺失髓系IL-10的小鼠中无效，证明其镇痛作用依赖于单核细胞来源的IL-10。

8. 疼痛消退和IL-10的性别差异也出现在创伤损伤的临床前模型和人类患者中

为了增强临床相关性，研究团队建立了一个结合物理创伤（手术切口）和心理应激的小鼠新模型，再次验证了雄性疼痛消退更快、皮肤IL-10水平更高的结论。在人类研究中，对AURORA队列的分析显示，遭遇创伤性损伤（如车祸）后，男性的疼痛在84天内消退速度显著快于女性。男性在损伤早期的血浆IL-10水平以及通过生物信息学估算的循环单核细胞比例也更高。统计分析表明，更高的IL-10和单核细胞水平与84天后更轻的疼痛显著负相关，且IL-10在单核细胞与疼痛消退的关系中起到了中介作用。

结论与讨论部分对上述发现进行了总结和升华。这项研究系统地揭示了一个全新的疼痛消退机制轴：雄激素信号 → 单核细胞（特别是CD206^high亚型）产生IL-10 → IL-10作用于感觉神经元上的IL-10R1 → 促进疼痛消退。正是由于雄性拥有更强的雄激素信号，从而维持了更高水平的IL-10⁺单核细胞，驱动了疼痛消退的性别差异。

这项研究的意义是多方面的。首先，它革新了我们对免疫细胞在疼痛中作用的认识，将单核细胞从单纯的巨噬细胞前体或促炎角色，重新定义为关键的“疼痛终止信号”发送者。其次，它首次在机制层面清晰地解释了为何女性疼痛消退更慢，将性激素、特定免疫细胞亚群和神经元功能紧密联系起来，为理解疼痛的性别差异提供了坚实的科学基础。最后，研究指出了明确的治疗方向：靶向IL-10⁺单核细胞轴可能成为治疗慢性疼痛的新策略。例如，使用RvD1等促消退介质来增强该轴功能，在临床前实验中成功消除了疼痛消退的性别差异，展现了巨大的转化潜力。尽管人类数据主要为相关性，且存在研究方法（如通过血液间接估算）的局限性，但跨物种（小鼠与人类）研究结论的高度一致性，极大地增强了这一机制的信服力及其广泛的生理和病理意义。未来，进一步探索调控单核细胞IL-10产生的上游信号，以及开发精准靶向该通路的方法，将为无数备受慢性疼痛困扰的患者，尤其是女性患者，带来新的希望。