挠痒痒停不下来?中国科学家率先发现其第一条神经通路

澎湃新闻记者 吴跃伟

2017-08-18 10:21 来源:澎湃新闻

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研究人员利用光遗传学手段进行实验发现,当抑制这一神经环路功能时,即使注射组胺等致痒物质,小鼠挠痒痒的动作也显著减少。(00:49)
瘙痒让人不自觉地抓挠皮肤,它和痛觉一样,都是机体自我保护的重要方式之一。
最新发现的痒觉的神经环路
但慢性瘙痒会给患者带来极大的痛苦,因为持续挠痒痒,他们的皮肤往往被抓破,甚至感染。针对这些异常,人们开发过一些药物,作用于皮肤,但治标不治本。
为什么会瘙痒,痒觉的信息是怎样传递到大脑中的?由于飘忽的痒觉背后的生物学机制一直未能完全解开,相关药物研发缺乏突破。
8月18日,国际顶级学术期刊《科学》(Science)杂志在线发表了中国科学院神经科学研究所、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、神经科学国家重点实验室孙衍刚研究组题为《痒觉的中枢环路》的研究论文。论文介绍了关于痒的主要神经环路—脊髓臂旁核环路,这一神经环路作为“中枢要道”,将痒觉的信息从脊髓传递到大脑,影响急性瘙痒和慢性瘙痒感觉的产生。
这是全球首次发现并证实的痒觉信息从脊髓传递到大脑的神经通路或神经环路,是第一条这样的通路。
这一重要神经环路是在小鼠体内发现的。但研究人员认为,灵长类动物和人体中很可能存在同样的瘙痒信息传递通路。如果开发出药物,来阻断这一环路,有望缓解慢性瘙痒患者的痛苦。
皮肤病、肝病等患者经常出现慢性瘙痒症状,并且与其相伴的难以克制的长期搔抓行为可导致严重的皮肤和组织损伤。慢性瘙痒还经常引起睡眠障碍等,严重影响患者的生活质量。
痒的机制尚不清楚,致使针对慢性痒治疗的药物开发严重滞后。因此,痒觉机制的研究已经成为目前医学与神经科学领域的热点之一。近年来,我们对脊髓水平的痒觉信息处理的分子和细胞机制已经有了较为深入的认识。然而,痒觉信息如何从脊髓传递到大脑并不清楚。这是痒觉研究领域的核心问题之一。
十年前,2007年,孙衍刚和美国华盛顿大学圣路易斯医学院教授陈宙峰等人在国际顶级学术期刊《自然》(Nature)发表研究论文称,在脊髓中,表达有胃泌素释放肽受体(GRPR)的神经元介导痒觉感受。
而现在最新发现的臂旁核脑区位于GRPR神经元的下游,像中继站一样,进一步传递痒觉信息。
在小鼠中,研究人员利用光遗传学手段进行实验发现,当抑制这一神经环路功能时,即使注射组胺等致痒物质,小鼠挠痒痒的动作也显著减少,但其运动功能正常。换句话说,因为阻断了信号传输通道,小鼠感觉不到痒了。
除了知道挠痒痒,还要挠得准。青蛙脊髓模型实验结果显示,即使切除了头部,青蛙还是能准确地扒掉皮肤上的异物,这意味着,该挠哪里,可能是脊髓说了算!痒觉的位置信息编码就在脊髓层面。但这一点还需要进一步证实。
中科院神经科学研究所官网显示,痒引发抓挠的欲望,它具有感觉和情绪两种成份。近年来痒的分子机制研究方面已取得了突破性的进展,但对痒的神经环路的研究还十分有限。孙衍刚研究组将通过研究痒觉的环路机制,进而揭示神经环路的基本组构原则。美国华盛顿大学圣路易斯医学院教授陈宙峰告诉澎湃新闻(www.thepaper.cn),痒觉和痛觉、触觉一样,都是重要的保护防卫机制。比如蚊子叮了你一下,起了一个包,有些痒,同时也提醒了你,这个地方有蚊子。与痛觉、触觉相比,人们对痒觉的研究进展相对较慢。因为在动物实验中,人们比较容易观察到小鼠挠痒痒,却很难知道动物什么时候感到。
陈宙峰表示,孙衍刚等人的这一最新重要发现,为人们进一步了解痒觉信息如何在大脑中传递打下了基础。未来研究要回答的问题是,因为痒觉和痛觉的神经传递“线路”部分重叠,那么,这些传递痒觉的神经元,还传递痛觉信息吗?
另外,从臂旁核再传到哪里,目前也不清楚,但据推测,应该还有很多下游环路。刺激其中任何一个下游环路,都应该能引起瘙痒和挠痒痒行为。
挠痒痒还会传染。陈宙峰带领的研究团队3月10日在《科学》期刊发表论文称,他们发现,小鼠即使没有受到组胺等物质的刺激,即使只是持续观看其他小鼠挠痒痒的“小电影”,就会不可遏制地也开始挠痒痒。他们还发现了也这一传染现象密切相关的“脑区”SCN(视交叉上核, suprachiasmatic nucleus)。
但很快有人对“挠痒痒会传染”表示质疑。7月14,来自美国国立卫生研究院的Mark H. Pitcher等人在《科学》上发表评论称,“传染”现象重复不出来。他们没有放录像,而是给示教的小鼠注射了组胺,以引起瘙痒感觉。
针对这一质疑,同一天,陈宙锋等人在《科学》上发表回应文章指出,组胺引起的急性瘙痒在10分钟时达到峰值,但在20分钟内会衰退。此外,质疑者实验设计中其他细节的不同,也导致模仿小鼠观摩示教小鼠的频率不足,所以导致“传染”现象未发生。
最新发现的臂旁核和“传染”现象中的SCN“脑区”有何关系,陈宙峰表示,目前尚不清楚。
现在临床上有多种抗组胺类止痒药,但是多数情况下这些药物疗效不显著。这是由于部分瘙痒并不依赖于组胺。这些非组胺依赖的瘙痒症令医生束手无策。我们发现抑制臂旁核不仅可以缓解组胺依赖型瘙痒,同样可以缓解非组胺依赖型瘙痒。如果能特异性针对臂旁核中瘙痒信息处理相关神经元设计药物进行阻断,将对各类瘙痒都有显著疗效。
责任编辑:吴跃伟澎湃新闻报料:4009-20-4009   澎湃新闻,未经授权不得转载
关键词 >> 挠痒痒 神经环路

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