肠易激综合征（Irritable Bowel Syndrome, IBS）是一种以内脏痛为核心特征的功能性胃肠病，全球发病率达10%-25%，其中55%患者存在内脏痛敏。由于病理机制不明，临床疗效有限，亟需探索新靶点。脊髓作为痛觉传递的闸门调控中枢，其背角突触功能异常与慢性疼痛相关，但其具体机制不明确，现有靶点药物疗效欠佳，提示可能涉及未知关键信号分子。
外泌体作为携带生物活性分子的细胞外囊泡，在细胞间通讯中发挥重要作用。初级感觉神经元（Primary Sensory Neurons, PSNs）作为假单极神经元，无树突，其轴突末梢能否释放外泌体至脊髓尚不明确。
2025年2月3日，苏州大学徐广银教授团队与苏州大学附属第一医院李锐教授团队联合在PAIN（IF: 5.9）在线发表了题为 “Potentiation of visualized exosomal miR-1306-3p from primary sensory neurons contributes to chronic visceral pain via spinal P2X3 receptors”的研究论文。该研究团队通过外泌体可视化技术和分选技术，首次证实初级感觉神经元分泌的外泌体miR-1306-3p靶向激活背角P2X3R，显著增强脊髓突触传递，进而诱导慢性内脏痛。这一发现为开发基于外泌体miRNA的镇痛策略提供了新靶点和理论依据。
该团队前期发现外泌体miR-1306-3p激活PSNs的P2X3R介导慢性内脏痛[，但其在脊髓突触传递中的作用尚不明确。传统超速离心法难以区分外泌体来源，故研究团队构建了CD63-GFPf/+小鼠模型，实现PSN源性外泌体可视化与分选，为阐明其在脊髓痛觉传递中的作用提供了新工具。
为了探讨PSN源性外泌体在内脏痛中的作用机制，研究者构建了CD63-GFP f/+小鼠，利用新生期母爱剥夺（Neonatal maternal deprivation, NMD）诱导慢性内脏痛模型（图1A）。通过在DRG注射AAV2/9-hSyn-Cre-mCherry病毒，实现PSN源性外泌体可视化（图1B）。实验结果显示：NMD组CD63-GFP f/+小鼠脊髓背角GFP荧光面积及GFP蛋白表达显著增加（图1C-E）。而鞘内注射外泌体合成/释放抑制剂GW4869，显著减少脊髓背角中PSN源性外泌体释放，降低脊髓背角突触传递，缓解NMD小鼠慢性内脏痛。以上结果证实：NMD诱导PSN源性外泌体释放增多，介导脊髓突触传递增强，从而产生慢性内脏痛。
图1：NMD显著增加CD63-GFP f/+小鼠脊髓背角中PSN源性外泌体释放
为了进一步阐明PSN源性外泌体介导慢性内脏痛的具体机制，研究者设计了一种从脊髓背角分选PSN源性外泌体的新方法。通过联合外泌体可视化技术及抗GFP磁珠法，分离CD63-GFP f/+小鼠脊髓背角中PSN源性外泌体，并检测其内容物miRNAs（图2A）。实验结果显示NMD小鼠PSN源性外泌体miR-1306-3p水平显著升高（图2B）。为了验证外泌体miR-1306-3p是否激活脊髓背角中的P2X3R，研究者通过离体膜片钳等技术发现：miR-1306-3p孵育显著增加自发性兴奋性突触后电流（sEPSCs）的频率，而P2X3R拮抗剂Gefapixant可翻转此效应（图2D）。鞘内注射miR-1306-3p显著诱导CON小鼠产生内脏痛，而Gefapixant能阻断小鼠内脏痛（图2E-H）。以上结果表明：PSN源性外泌体miR-1306-3p激活P2X3R，增强脊髓突触传递，从而产生慢性内脏痛。
为了进一步研究脊髓背角中PSN源性外泌体释放增加的调控机制，研究者筛选了外泌体释放相关GTP酶的表达。实验结果显示：NMD小鼠DRG中Rab27a的表达显著上调，且主要定位于GFP⁺神经元。为了验证Rab27a是否是PSN源性外泌体释放的分子开关，研究者在NMD组小鼠鞘内注射siR-Rab27a，通过免疫荧光染色、western blotting和离体膜片钳等技术发现脊髓背角PSN源性外泌体释放显著减少（图3A-C），脊髓突触传递降低，内脏痛阈值增加（图3H-I）。以上实验结果表明：Rab27a上调介导PSN源性外泌体释放增多，参与慢性内脏痛。
图2：脊髓背角中PSN源性外泌体miR-1306-3p激活脊髓P2X3R，介导NMD小鼠内脏痛
图3：鞘内注射siR-Rab27a显著减少PSN源性外泌体释放，降低脊髓突触传递，缓解NMD小鼠内脏痛
该研究利用外泌体可视化和分选技术，揭示了PSN源性外泌体miR-1306-3p在慢性内脏疼痛中的核心作用：其通过激活脊髓P2X3R增强突触传递，而Rab27a的上调是这一过程的分子开关（图4）。该发现为IBS相关疼痛的机制研究和治疗策略提供了全新视角，也为外泌体可视化技术在疼痛医学和神经科学领域的应用开辟了道路。 然而，研究仍存在以下局限：（1）性别差异未探讨：实验仅使用雄性小鼠，而雌激素可能影响疼痛感知；（2）miRNA释放机制未明确：外泌体miR-1306-3p如何激活P2X3R仍需进一步验证。
图4：PSN源性外泌体miR-1306-3p激活脊髓P2X3R介导慢性内脏疼痛的机制
原文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39907482/
外泌体资讯网 PAIN | 苏州大学徐广银/苏州大学附属第一医院李锐：初级感觉神经元中可视化外泌体miR-1306-3p的增强促进慢性内脏疼痛
