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Neuron:神經(jīng)能夠同時(shí)傳遞痛、癢?

摘要:2月22日,來自于約翰斯?霍普金斯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在Cell子刊《Neuron》上發(fā)表文章表明,在小鼠脊髓中,癢專屬的神經(jīng)細(xì)胞群同樣也參與疼痛感知。

  過去,癢曾被認(rèn)為是“微痛”,負(fù)責(zé)癢和疼痛的神經(jīng)元是一樣的。當(dāng)刺激強(qiáng)度輕,引發(fā)的感覺即是癢,當(dāng)強(qiáng)度增加至一定程度,則引發(fā)痛感。但是,隨后的研究卻對(duì)這一強(qiáng)度理論提出質(zhì)疑,很多科學(xué)家認(rèn)為:痛和癢由不同的神經(jīng)回路控制和傳遞。

  那么,負(fù)責(zé)癢和痛的神經(jīng)元是不是同一個(gè)?兩種感知的神經(jīng)通路是否存在交集?這是神經(jīng)學(xué)家一直試圖解答的疑惑。

  2月22日,來自于約翰斯?霍普金斯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在Cell子刊《Neuron》上發(fā)表文章表明,在小鼠脊髓中,癢專屬的神經(jīng)細(xì)胞群同樣也參與疼痛感知。

  約翰斯?霍普金斯大學(xué)的神經(jīng)學(xué)研究生ShuhaoSun表示:“過去我們認(rèn)為,痛和癢兩種感知涉及的神經(jīng)元并不相同?,F(xiàn)在,最新的研究卻告訴我們,脊髓中的神經(jīng)元同時(shí)負(fù)責(zé)疼痛和癢。這意味著,負(fù)責(zé)這兩種感知的中樞神經(jīng)系統(tǒng)有交疊。”

  標(biāo)記理論:痛、癢感知由不同的神經(jīng)元負(fù)責(zé)

  20世紀(jì)80年代,“癢和痛由同樣的神經(jīng)元感受和傳遞”理論在很大程度上被遺棄了。不少研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),減輕疼痛并不會(huì)增強(qiáng)癢的感覺,而且刺激癢同樣不會(huì)感受到疼痛。所以,許多科學(xué)家認(rèn)為:痛和癢由不同的神經(jīng)細(xì)胞感受和傳遞。這一推測(cè)被稱為標(biāo)記理論(labeled-linetheory)。

  2013年,約翰斯?霍普金斯大學(xué)的神經(jīng)學(xué)家董欣中(XinzhongDong)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在小鼠皮膚上發(fā)現(xiàn)了專門傳遞癢的初級(jí)感知神經(jīng)元,進(jìn)一步為標(biāo)記理論提供證據(jù)。

  他們發(fā)現(xiàn),這些初級(jí)感知神經(jīng)元會(huì)被癢激活。當(dāng)移除這些神經(jīng)元后,癢感覺會(huì)消失,但是痛感依然存在,并不受此影響。而且,當(dāng)研究團(tuán)隊(duì)通過基因工程技術(shù)改造小鼠,使得辣椒素(該物質(zhì)會(huì)引發(fā)疼痛)能夠刺激這些神經(jīng)元。結(jié)果發(fā)現(xiàn),突變型小鼠會(huì)因?yàn)樘弁创碳ざ憩F(xiàn)出癢相關(guān)行為。

  意料之外:癢、痛有交集?

  在最新的研究中,董欣中團(tuán)隊(duì)原本試圖進(jìn)一步驗(yàn)證參與癢的神經(jīng)通路在脊髓中是否具備特異性。為此,他們選定表達(dá)攜帶表達(dá)胃泌激素分泌肽(Grp)基因的神經(jīng)元。之前的研究已經(jīng)表明,在脊髓中胃泌激素分泌肽是專門傳遞癢的神經(jīng)遞質(zhì)。也就是說,向小鼠脊髓注射Grp能夠產(chǎn)生癢的感覺。

  意外的是,當(dāng)研究人員檢測(cè)小鼠的脊髓切片后發(fā)現(xiàn),Grp神經(jīng)細(xì)胞同時(shí)接受痛和癢神經(jīng)元傳遞的信號(hào)。隨后,他們通過注射化學(xué)物質(zhì)(它們要么引發(fā)疼痛、要么引發(fā)癢)有選擇性地刺激突變型小鼠的Grp神經(jīng)元,并觀察小鼠會(huì)同時(shí)出現(xiàn)相應(yīng)的疼或者癢的行為。

  結(jié)果顯示,刪除Grp神經(jīng)元能夠減少動(dòng)物對(duì)癢的反應(yīng),同時(shí)增加它們對(duì)疼痛的感知。而且,當(dāng)痛感過于強(qiáng)烈,小鼠會(huì)減少對(duì)疼痛的感知。對(duì)此,研究人員認(rèn)為:“當(dāng)疼痛感信號(hào)產(chǎn)生,神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)一個(gè)“剎車”機(jī)制,以便減輕痛感。”

  為什么神經(jīng)元會(huì)抑制強(qiáng)烈痛感?一個(gè)潛在的解釋是:癢刺激并不足以激活這些神經(jīng)元,從而不會(huì)啟動(dòng)“剎車”系統(tǒng)。但是一旦疼痛感強(qiáng)烈,“剎車”會(huì)啟動(dòng)。

  研究人員認(rèn)為,這是合理的。因?yàn)樯窠?jīng)元很敏感,足以感知微弱的疼痛信號(hào),從而避免潛在的組織損傷,但是它們又會(huì)反過來避免過于強(qiáng)烈的痛感。

  總而言之,這一最新發(fā)現(xiàn)毫無疑問對(duì)標(biāo)記理論提出質(zhì)疑,負(fù)責(zé)癢和疼痛感知的神經(jīng)元存在交集,并不是絕對(duì)獨(dú)立的。

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