發(fā)布日期：2018-12-17
12月14日，《神經(jīng)元》期刊在線發(fā)表了題為《導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)中速激肽陽性神經(jīng)元通過下行通路促進(jìn)“癢覺-抓撓”循環(huán)》的研究論文，該研究由中國(guó)科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孫衍剛研究組完成。通過利用在體胞外電生理記錄、在體光纖記錄、藥理遺傳以及光遺傳操控等技術(shù)手段，該研究發(fā)現(xiàn)在中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)中存在一群表達(dá)速激肽的神經(jīng)元，這群神經(jīng)元通過下行環(huán)路調(diào)控脊髓水平癢覺信息處理，促進(jìn)抓撓行為的產(chǎn)生。該研究揭示了癢覺下行調(diào)控的細(xì)胞以及神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，為發(fā)展治療慢性癢的方法提供了新的思路。
癢覺是一種可以引起抓撓的不愉快的感覺。癢覺與視覺、聽覺等感知覺一樣，也是大腦加工處理的產(chǎn)物。癢覺對(duì)于動(dòng)物來說是一種重要的保護(hù)機(jī)制。癢覺通過誘導(dǎo)抓撓動(dòng)作去除皮膚上具有潛在危害的異物。因此，癢覺對(duì)于動(dòng)物的生存具有重要意義。然而，慢性癢患者常常會(huì)由于無法控制瘙癢所誘發(fā)的抓撓行為而導(dǎo)致皮膚和深層組織的損傷，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。目前，人們對(duì)癢覺信息處理機(jī)制的了解還十分有限，所以臨床上尚缺乏針對(duì)慢性癢的有效治療方法。因此，研究癢覺信息處理的神經(jīng)機(jī)制將有助于研發(fā)治療慢性癢的新策略。
在癢覺研究領(lǐng)域中，前人主要探索癢覺在皮膚、感覺神經(jīng)元和脊髓中的分子和細(xì)胞機(jī)制。特別是在過去十多年里，諸多研究揭示了癢覺在外周神經(jīng)系統(tǒng)和脊髓水平的信息傳導(dǎo)和傳遞機(jī)制。相比之下，對(duì)于大腦如何加工處理癢覺以及如何動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)癢覺的研究還非常少。早期研究癢覺在大腦中的信息處理主要以人或靈長(zhǎng)類動(dòng)物為研究對(duì)象，采用腦功能成像等技術(shù)方法進(jìn)行研究。以往的研究表明中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)跟癢覺有很強(qiáng)的相關(guān)性。此外，該腦區(qū)在痛覺的下行調(diào)控中也發(fā)揮重要作用。然而，中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)對(duì)癢覺的調(diào)控作用及其機(jī)制并不清楚。因此，孫衍剛研究組以小鼠為研究對(duì)象深入研究了中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)在癢覺調(diào)控中的細(xì)胞及神經(jīng)環(huán)路機(jī)制。
在該研究中，研究人員探究了中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)神經(jīng)元在癢覺引起的抓撓行為中的活動(dòng)變化，發(fā)現(xiàn)該腦區(qū)神經(jīng)元的電活動(dòng)與癢覺引起的抓撓行為有很強(qiáng)的相關(guān)性。進(jìn)一步的研究證實(shí)中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)中存在一類表達(dá)速激肽的興奮性神經(jīng)元，殺死或抑制這群速激肽神經(jīng)元能顯著降低癢覺誘發(fā)的抓撓行為。相反，激活中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)速激肽神經(jīng)元可以在沒有外周致癢刺激的狀態(tài)下誘發(fā)強(qiáng)烈的抓撓行為。此外，速激肽神經(jīng)元促進(jìn)癢覺的作用是通過調(diào)控脊髓中癢覺特異的胃泌素釋放肽受體陽性神經(jīng)元產(chǎn)生的。
該研究中，孫衍剛研究組揭示了中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)通過下行正反饋形式調(diào)控癢覺信息處理的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)該腦區(qū)的速激肽神經(jīng)元對(duì)于瘙癢過程中“癢覺-抓撓”這種惡性循環(huán)的產(chǎn)生至關(guān)重要。因此，大腦中的這群速激肽神經(jīng)元是遏制“癢覺-抓撓”的惡性循環(huán)以及治療慢性癢的潛在靶標(biāo)。該項(xiàng)研究有望改變解決慢性瘙癢問題的思路，提出針對(duì)腦內(nèi)負(fù)責(zé)癢覺信息處理的神經(jīng)元進(jìn)行干預(yù)可能是治療慢性瘙癢的一種新方法。
此項(xiàng)工作主要由孫衍剛課題組博士研究生高鄭潤(rùn)、陳文振、劉明哲共同完成，課題組的其他成員積極參與，并得到了神經(jīng)所研究員許曉鴻與廣州醫(yī)科大學(xué)教授萬麗的大力協(xié)助。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金（31771158）和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDBS01000000）的資助。
癢覺下行調(diào)控的細(xì)胞及神經(jīng)環(huán)路機(jī)制的示意圖。導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)中存在一群表達(dá)速激肽的神經(jīng)元，這群神經(jīng)元通過下行環(huán)路調(diào)控脊髓水平癢覺信息處理，從而促進(jìn)抓撓行為的產(chǎn)生。藥理遺傳學(xué)激活速激肽神經(jīng)元誘導(dǎo)小鼠自發(fā)抓撓行為。
研究發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)癢覺調(diào)控神經(jīng)元
來源：中科院神經(jīng)科學(xué)研究所
