慢性瘙癢是一種折磨人的症狀,許多皮膚病、肝病等患者有這種體驗,它還會導致睡眠障礙。雖然臨床上有多種抗組胺類止癢藥,但在很多情況下,其療效並不顯著。今天,國際頂級學術期刊《科學》在線發表的中國科學院神經科學研究所孫衍剛研究組的一項成果,有望改變這一局面。這項研究首次揭示了癢覺從脊髓傳遞到大腦的一條重要環路,為深入揭示癢覺信息加工的腦內環路機制、探索慢性癢的治療方案奠定了基礎。
孫衍剛研究員介紹,癢覺機制研究是目前醫學與神經科學領域的熱點之一。經過近年來的探索,科學家對脊髓水平癢覺信息處理的分子和細胞機制有所認識,但「癢覺信息如何從脊髓傳遞到大腦」這一核心問題,還有待破解。
為了揭開這個秘密,孫衍剛研究組構建了GRPR(胃泌素釋放肽受體)轉基因小鼠,因為以往研究發現,脊髓中有一類癢覺細胞表達GRPR。他們利用轉基因小鼠,在GRPR神經元中表達了光敏感通道,用光激活脊髓中的GRPR陽性神經元後,可以在投射到臂旁核的細胞中,誘導產生興奮性突觸後電流。這個結果提示:脊髓水平的GRPR陽性神經元,能通過激活投射到臂旁核的投射神經元,間接地向臂旁核傳遞癢覺信息。博士研究生穆迪介紹,臂旁核是一個位於腦幹的腦區,由圍繞結合臂的一群細胞組成,是科學界公認的情緒調節中樞。然而孫衍剛研究組推測,臂旁核還與癢覺有密切關聯。
脊髓到臂旁核的通路,是否真正參與癢覺信息處理?研究組利用光遺傳學技術,操控小鼠脊髓到臂旁核環路的活性,結果發現:抑制這條環路,能減少癢覺誘發的抓撓行為。在此基礎上,他們研究了臂旁核在癢覺信息處理中的作用。利用在體光纖鈣成像、胞外電生理記錄等技術,他們發現:臂旁核細胞的活性在癢覺誘發抓撓行為的過程中顯著升高。此外,他們在行為學水平上證實:抑制臂旁核,同樣能減少癢覺抓撓行為。這些發現表明臂旁核對癢覺誘發抓撓行為是必要的。
孫衍剛研究員總結說,這項研究首次揭示了一條從脊髓向大腦傳遞癢覺信息的長程神經環路,證明臂旁核是癢覺信息處理環路中的關鍵節點,並進一步闡明了該腦區在慢性癢、過敏性癢中的重要作用。《科學》審稿人表示:「這項工作是癢覺信息處理研究領域的一項重要發現。」
談及這一發現的應用價值,穆迪告訴解放日報·上觀新聞記者,臨床上有多種抗組胺類止癢藥,但是多數情況下其療效並不顯著,因為部分瘙癢其實不依賴於組胺。「我們發現抑制臂旁核,不僅可以緩解組胺依賴型瘙癢,而且可以緩解非組胺依賴型瘙癢。如果能特異性針對臂旁核中與瘙癢信息處理相關的神經元,設計藥物進行阻斷,那麼這種新藥將對各類瘙癢都有顯著療效。」孫衍剛研究員補充說,他們的新發現為尋找治療瘙癢的特異性分子靶點提供了新方向。