上海科學家發現傳遞癢覺的長途「神經高鐵」

2021-01-15 東方網

原標題:痒痒不是病,癢起來真要命!上海科學家發現傳遞癢覺的長途「神經高鐵」 為開發高效無副作用止癢藥提供可能

  癢,一種不愉快卻很重要,生活中很熟悉科學上卻充滿未知的感覺。撓痒痒,癢的究竟是皮膚還是大腦?痛還有止痛藥可以對付,但是你吃過管用又不會嗜睡的止癢藥嗎?關於癢,人類還是知道得太少。

  上海科學家今天發布了一項關於癢的重要科學發現:他們發現了一條將癢覺從脊髓傳遞到大腦、進而誘導抓撓行為的長途「神經高鐵」,名叫「臂旁核」的腦區是其中的關鍵「中繼站」。這一「撓你癢」的神經環路,為探索慢性癢的治療方案提供了重要基礎。「未來,若能在『中繼站』尋覓到相對『專一』的分子靶標,便有可能開發出高效且無副作用的止癢藥。」孫衍剛研究員如是說。

  北京時間8月18日,國際頂級學術期刊《科學》(Science)在線發表了中國科學院神經科學研究所、中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、神經科學國家重點實驗室孫衍剛研究組題為《癢覺的中樞環路》的研究論文。該項工作主要由博士研究生穆迪和鄧娟在孫衍剛研究員指導下完成,課題組的其他成員積極參與,並得到了第四軍醫大學李輝教授的大力協助。

  因為癢,所以抓撓,這是司空見慣的行為,其後果可輕可重。皮膚病、肝病等患者經常出現慢性瘙癢症狀,與其相伴的難以克制的長期搔抓行為可導致嚴重的皮膚和組織損傷。慢性瘙癢還經常引起睡眠障礙等,嚴重影響患者的生活質量。

圖說:癢的信息被傳送到脊髓後是如何處理的呢? 來源/中科院神經所

  糟糕的是,癢的機制尚不清楚,導致針對慢性癢治療的藥物開發嚴重滯後。目前的止癢藥,大多是抗組胺類藥物,採用整體降低神經系統興奮度的「非特異性手段」來止癢,常常產生令人昏昏欲睡的副作用。因此,癢覺機制的研究已經成為目前醫學與神經科學領域的熱點之一,其中的核心問題之一是癢覺信息如何從脊髓傳遞到大腦。以往的研究發現,脊髓中的一類癢覺細胞表達「胃泌素釋放肽受體」(GRPR),殺死脊髓GRPR神經元後,瘙癢誘發的小鼠搔抓行為缺失,據此推斷它可以將癢覺傳遞給大腦。事實並非如此,孫衍剛研究組發現這類神經元並不直接將癢覺信息傳遞到大腦。科學家們於是將前人發現的種種癢覺傳遞「零件」,用光遺傳學、藥理遺傳學、在體光纖鈣成像、腦片電生理等多種技術手段重新「審視」,並在此基礎上重新排列了這些「零件」真實的前後傳遞關係。

圖說:癢覺信息從脊髓到大腦傳遞通路示意圖 來源/中科院神經所

  科研人員聚焦一個「能幹」的重要腦區——臂旁核,它位於腦幹接近小腦的位置。臂旁核被認為參與情緒調控,可以影響睡眠,還與味覺、痛覺、癢覺等多種感覺相關。不過,脊髓到臂旁核通路在瘙癢信息處理中的作用並不十分清楚。孫衍剛研究組發現,脊髓不僅有GRPR這樣的短途「神經地鐵」,而且有可從脊髓投射到大腦的長途「神經高鐵」。他們構建了GRPR神經元轉基因小鼠,通過光遺傳學實驗和行為學實驗,證實臂旁核的確對癢覺誘發抓撓行為是必要的,抑制臂旁核環路的活性,可以減少癢覺抓撓行為。該研究為深入解析癢覺信息在大腦中如何進行加工處理奠定了基礎,並為尋找潛在治療靶點提供了新的方向。

  《科學》雜誌的審稿人評價說:這篇論文利用最先進的研究方法強有力地說明了臂旁核在癢覺傳遞環路中的作用。孫衍剛告訴記者,研究團隊下一步將努力在臂旁核「中繼站」尋找特異性分子靶標,為癢覺的藥物幹預提供方向;同時,繼續尋找癢覺傳遞環路的各級「中繼站」、「終點站」,「期待能將癢覺傳遞的全部環路機制都了解清楚」。孫衍剛告訴記者,研究團隊下一步將努力在臂旁核「中繼站」尋找特異性分子靶標,為癢覺的藥物幹預提供方向;同時,繼續尋找癢覺傳遞環路的各級「中繼站」、「終點站」,「期待能將癢覺傳遞的全部環路機制都了解清楚」。

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