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

材料	详细信息
实验动物	C57BL/6J小鼠、BALB/c小鼠、Adrb2⁻/⁻小鼠、CCR3⁻/⁻小鼠、Epx-Cre/Dta小鼠、Pdyn-Cre小鼠等
年龄/性别	6–8周龄，雌性为主
饲养条件	SPF级，22–24°C，12小时光/暗循环，自由饮水摄食

 

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

产品名称	产品货号	配置浓度	作用方式	作用时间	作用对象	作用结果
PMA（佛波酯）+ Ionomycin（离子霉素）	50601ES 50401ES	PMA 50 ng/mL + Ionomycin 1 μM	加入细胞培养基	4–6小时	体外分选嗜酸性粒细胞	阳性刺激对照，诱导细胞活化和细胞因子释放
Brefeldin A（布雷菲德菌素A）	50504ES	10 μg/mL	加入细胞培养基	最后4小时	体外培养的嗜酸性粒细胞	阻断蛋白转运至高尔基体，用于细胞内流式检测
重组IL-31	90122ES	100 ng/mL（PBS+0.1%BSA）	加入角质形成细胞培养基	24小时	人/小鼠原代角质形成细胞	诱导角质形成细胞释放CCL11和TSLP
抗IL-31中和抗体	761873ES	10 μg/mL	加入细胞培养基或腹腔注射	预处理30分钟	嗜酸性粒细胞培养体系或MC903小鼠	阻断IL-31信号，减轻炎症

 

1.5 分子检测与示踪相关

 

产品名称	产品货号	配置方法	产品应用	检测目的
4%多聚甲醛（PFA）	60536ES	PBS配制	组织固定	免疫组化/免疫荧光样本制备
DAPI（4',6-二脒基-2-苯基吲哚）	708939ES	1 μg/mL	细胞核染色	免疫荧光定位
OCT包埋剂	36309ES	直接使用	冰冻切片包埋	皮肤组织冰冻切片
抗荧光淬灭封片剂	36307ES	直接使用	封片	保护荧光信号

 

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

检测指标	方法	关键试剂
耳部厚度	数字测厚仪	直接测量
表皮厚度	H&E染色 + 图像分析	苏木精、伊红
嗜酸性粒细胞计数	组织匀浆 + 瑞氏染色/流式	Siglec-F抗体
CCL11水平	ELISA	小鼠CCL11 ELISA试剂盒
IL-31水平	ELISA	小鼠IL-31 ELISA试剂盒
Epx活性	ELISA/比色法	小鼠Epx检测试剂盒
NE水平	HPLC-ECD	去甲肾上腺素标准品
TH⁺神经纤维密度	免疫荧光	抗TH抗体

 

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：

产品名称	Yeasen货号	产品应用简介
Calcipotriol（MC903，卡泊三醇）	54652ES	诱导特应性皮炎（AD）样皮肤炎症模型
6-OHDA（6-羟基多巴胺，6-hydroxydopamine）	61405ES	化学性交感神经去神经化（sympathectomy）
去甲肾上腺素（Norepinephrine，NE）	56763ES	交感神经主要神经递质，直接刺激嗜酸性粒细胞
Propranolol（普萘洛尔，β受体阻滞剂）	726703ES	非选择性β肾上腺素受体拮抗剂，阻断NE/肾上腺素效应
Zenidolol（ICI 118551，选择性β2受体拮抗剂）	735122ES	高选择性Adrb2拮抗剂，特异性阻断β2受体信号
PMA（佛波酯）	50601ES	阳性刺激对照，诱导细胞活化和细胞因子释放
Ionomycin（离子霉素）	50401ES	阳性刺激对照，诱导细胞活化和细胞因子释放
CCL11（Eotaxin-1，嗜酸性粒细胞趋化因子-1）	90984ES	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
Brefeldin A（布雷菲德菌素A）	50504ES	阻断蛋白转运至高尔基体，用于细胞内流式检测
DAPI（4',6-二脒基-2-苯基吲哚）	708939ES	细胞核染色
4%多聚甲醛（PFA）	60536ES	组织固定
Percoll	40501ES	分离细胞
Collagenase I 胶原酶I型	40507ES	消化细胞和组织，通常用作上皮细胞、肝、肺、脂肪和肾上腺组织细胞的制备
Collagenase II 胶原酶II型	40508ES	消化细胞和组织，通常用于心脏、骨、肌肉、胸腺和软骨等组织来源细胞的制备
Dispase II 分散酶II	40104ES	非常温和的细胞消化酶，从不同的组织或器官中分离单细胞
RPMI1640培养基	41402ES	细胞培养基
Fetal Bovine Serum Gold Pro 胎牛血清（特级）	40131ES	胎牛血清
Fetal Bovine Serum Gold Pro 胎牛血清（特级）	40132ES	胎牛血清
OCT包埋剂	36309ES	冰冻切片包埋
抗荧光淬灭封片剂	36307ES	封片

 

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)