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痒了忍不住抓挠?速激肽神经元是“真凶”

2019-01-22 10:02 来源:科技日报 本报记者 崔 爽

  人为什么会痒?痒了又为何会挠?这不仅让慢性痒患者痛苦,也是长期困扰科学家的大问题。最近,中国科学院神经科学研究所研究员孙衍刚带领团队补充了痒觉调控机制,解开了“痒觉-抓挠”恶性循环产生的奥秘。

  团队通过利用在体胞外电生理记录、在体光纤记录、药理遗传以及光遗传操控等技术手段,发现在大脑中存在一群表达速激肽的神经元,这群神经元通过下行环路调控脊髓水平痒觉信息处理,促进抓挠行为的产生。

  研究揭示了痒觉下行调控的细胞以及神经环路机制,为发展治疗慢性痒的方法提供了新思路。

   痒觉信息处理机制研究很少

  痒觉是一种可以引起抓挠的不愉快感觉。无论是挠痒还是蚊虫叮咬,都让人难以忍受。和视觉、听觉等感知觉一样,痒觉也是大脑加工处理的产物。

  虽然不舒服,痒觉却对动物生存至关重要。孙衍刚告诉科技日报记者,痒觉会导致抓挠,进而使动物摆脱皮肤上的有害物质。所以痒觉也是动物的重要防护机制之一。

  然而,痒又实在不好受,慢性痒患者常常由于无法控制的过度抓挠导致皮肤和深层组织的损伤。孙衍刚表示,目前,我们对痒觉信息处理机制的了解还非常少,所以临床上十分缺乏对于慢性痒的有效治疗方法。

  据孙衍刚介绍,在痒觉研究领域,前人主要探索痒觉在皮肤、感觉神经元和脊髓中的分子和细胞机制。特别是在过去10年里,非常多的研究已经揭示了痒觉在周围神经系统和脊髓水平的信息传导和传递机制。相比之下,对于大脑如何加工处理痒觉以及如何动态调节痒觉的研究还非常少,中脑导水管周围灰质在痒觉中的调控作用及其机制并不清楚。“我们希望通过研究痒觉信息处理的神经机制为治疗慢性痒提供新的靶点和理论基础。”孙衍刚说。

   成功找到“瘙痒”神经元

  以小鼠为研究对象,团队深入研究了中脑导水管周围灰质在痒觉调控中的细胞及神经环路机制。团队发现,激活大脑中表达速激肽的神经元能诱发小鼠强烈的抓挠,这表明这群神经元的激活使动物感到痒。

  这个结果令团队感到惊讶,“我们发现在大脑中存在一群表达速激肽的兴奋性神经元,在痒觉引起的抓挠行为中,这群神经元被激活,而且激活这群神经元也引起小鼠的强烈抓挠行为。所以,这群速激肽神经元似乎是大脑中的‘痒’神经元。”孙衍刚解释道。

  速激肽神经元的激活如何导致痒觉的产生?“我们的皮肤无时无刻不在接受外界的致痒刺激。但是,由于这些刺激比较弱,低于特定的阈值,所以我们通常不会感觉到痒。这个阈值是由脊髓中的一些抑制性神经元所设定的。”孙衍刚说,他打了个比方:这些抑制性神经元像“门”一样将外界的痒觉刺激阻挡在外,外界致痒刺激超过一定阈值才能推开此门导致瘙痒。此次研究发现的大脑中这群速激肽神经元则有助于推开此门,降低产生痒觉的阈值。

  “这次研究首次确定了大脑中参与痒觉信息调控的神经元亚群。”孙衍刚说。进一步的研究证实,杀死或抑制中脑导水管周围灰质速激肽神经元能显著降低痒觉诱发的抓挠行为。相反,激活它们可以在没有外在致痒刺激的状态下诱发强烈的抓挠行为。

  此外,压力或焦虑等不良情绪很可能通过调节大脑中这群速激肽神经元影响痒觉的敏感性。“因此,大脑中的这群速激肽神经元可能是遏制痒觉-抓挠的恶性循环以及治疗慢性痒的潜在靶标。”孙衍刚表示。

  尚无法直接用于临床

  “这项研究改变了解决慢性瘙痒问题的传统思路。结果表明, 针对脑内负责痒觉信息处理的神经元进行干预可能是治疗慢性瘙痒的一种新方法。”孙衍刚说。

  但他也坦言,新研究暂时还不能作用于改善慢性痒患者的处境。研究是使用小鼠作为动物模型的,不能忽略人和小鼠之间可能存在物种差异。研究虽然已经确定大脑中的速激肽神经元对于促进痒觉-抓挠循环至关重要,但是团队使用了一些侵入性方法来操控这群神经元。“目前仍缺乏操控这群速激肽神经元的非侵入性方法来治疗慢性痒。”孙衍刚说,“目前,我们的研究尚且无法直接用于临床。为了应用这些研究成果,我们还必须确定能够靶向大脑中速激肽神经元的分子靶标。”

  谈到未来对这项研究的后续计划,孙衍刚表示,感觉信息处理和调控的神经网络极为复杂,“我们计划在目前研究的基础上,进一步确定痒觉信息处理的核心神经环路,这将有助于了解痒觉信息是如何在大脑中处理和调节的。此外, 我们将确定在速激肽神经元中选择性表达的分子。在这些分子中, 我们希望能找到治疗慢性瘙痒的药物靶点”。

(责任编辑:王蔚)

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