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科普專欄
您現(xiàn)在的位置：2019-01-22 來源： 科技日報(bào) 崔爽
人為什么會癢？癢了又為何會撓？這不僅讓慢性癢患者痛苦，也是長期困擾科學(xué)家的大問題。最近，中國科學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所研究員孫衍剛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)補(bǔ)充了癢覺調(diào)控機(jī)制，解開了“癢覺-抓撓”惡性循環(huán)產(chǎn)生的奧秘。
團(tuán)隊(duì)通過利用在體胞外電生理記錄、在體光纖記錄、藥理遺傳以及光遺傳操控等技術(shù)手段，發(fā)現(xiàn)在大腦中存在一群表達(dá)速激肽的神經(jīng)元，這群神經(jīng)元通過下行環(huán)路調(diào)控脊髓水平癢覺信息處理，促進(jìn)抓撓行為的產(chǎn)生。
研究揭示了癢覺下行調(diào)控的細(xì)胞以及神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，為發(fā)展治療慢性癢的方法提供了新思路。
癢覺信息處理機(jī)制研究很少
癢覺是一種可以引起抓撓的不愉快感覺。無論是撓癢還是蚊蟲叮咬，都讓人難以忍受。和視覺、聽覺等感知覺一樣，癢覺也是大腦加工處理的產(chǎn)物。
雖然不舒服，癢覺卻對動(dòng)物生存至關(guān)重要。孫衍剛告訴科技日報(bào)記者，癢覺會導(dǎo)致抓撓，進(jìn)而使動(dòng)物擺脫皮膚上的有害物質(zhì)。所以癢覺也是動(dòng)物的重要防護(hù)機(jī)制之一。
然而，癢又實(shí)在不好受，慢性癢患者常常由于無法控制的過度抓撓導(dǎo)致皮膚和深層組織的損傷。孫衍剛表示，目前，我們對癢覺信息處理機(jī)制的了解還非常少，所以臨床上十分缺乏對于慢性癢的有效治療方法。
據(jù)孫衍剛介紹，在癢覺研究領(lǐng)域，前人主要探索癢覺在皮膚、感覺神經(jīng)元和脊髓中的分子和細(xì)胞機(jī)制。特別是在過去10年里，非常多的研究已經(jīng)揭示了癢覺在周圍神經(jīng)系統(tǒng)和脊髓水平的信息傳導(dǎo)和傳遞機(jī)制。相比之下，對于大腦如何加工處理癢覺以及如何動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)癢覺的研究還非常少，中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)在癢覺中的調(diào)控作用及其機(jī)制并不清楚。“我們希望通過研究癢覺信息處理的神經(jīng)機(jī)制為治療慢性癢提供新的靶點(diǎn)和理論基礎(chǔ)。”孫衍剛說。
成功找到“瘙癢”神經(jīng)元
以小鼠為研究對象，團(tuán)隊(duì)深入研究了中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)在癢覺調(diào)控中的細(xì)胞及神經(jīng)環(huán)路機(jī)制。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，激活大腦中表達(dá)速激肽的神經(jīng)元能誘發(fā)小鼠強(qiáng)烈的抓撓，這表明這群神經(jīng)元的激活使動(dòng)物感到癢。
這個(gè)結(jié)果令團(tuán)隊(duì)感到驚訝，“我們發(fā)現(xiàn)在大腦中存在一群表達(dá)速激肽的興奮性神經(jīng)元，在癢覺引起的抓撓行為中，這群神經(jīng)元被激活，而且激活這群神經(jīng)元也引起小鼠的強(qiáng)烈抓撓行為。所以，這群速激肽神經(jīng)元似乎是大腦中的‘癢’神經(jīng)元。”孫衍剛解釋道。
速激肽神經(jīng)元的激活如何導(dǎo)致癢覺的產(chǎn)生？“我們的皮膚無時(shí)無刻不在接受外界的致癢刺激。但是，由于這些刺激比較弱，低于特定的閾值，所以我們通常不會感覺到癢。這個(gè)閾值是由脊髓中的一些抑制性神經(jīng)元所設(shè)定的。”孫衍剛說，他打了個(gè)比方：這些抑制性神經(jīng)元像“門”一樣將外界的癢覺刺激阻擋在外，外界致癢刺激超過一定閾值才能推開此門導(dǎo)致瘙癢。此次研究發(fā)現(xiàn)的大腦中這群速激肽神經(jīng)元?jiǎng)t有助于推開此門，降低產(chǎn)生癢覺的閾值。
“這次研究首次確定了大腦中參與癢覺信息調(diào)控的神經(jīng)元亞群。”孫衍剛說。進(jìn)一步的研究證實(shí)，殺死或抑制中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)速激肽神經(jīng)元能顯著降低癢覺誘發(fā)的抓撓行為。相反，激活它們可以在沒有外在致癢刺激的狀態(tài)下誘發(fā)強(qiáng)烈的抓撓行為。
此外，壓力或焦慮等不良情緒很可能通過調(diào)節(jié)大腦中這群速激肽神經(jīng)元影響癢覺的敏感性。“因此，大腦中的這群速激肽神經(jīng)元可能是遏制癢覺-抓撓的惡性循環(huán)以及治療慢性癢的潛在靶標(biāo)。”孫衍剛表示。
尚無法直接用于臨床
“這項(xiàng)研究改變了解決慢性瘙癢問題的傳統(tǒng)思路。結(jié)果表明，針對腦內(nèi)負(fù)責(zé)癢覺信息處理的神經(jīng)元進(jìn)行干預(yù)可能是治療慢性瘙癢的一種新方法。”孫衍剛說。
但他也坦言，新研究暫時(shí)還不能作用于改善慢性癢患者的處境。研究是使用小鼠作為動(dòng)物模型的，不能忽略人和小鼠之間可能存在物種差異。研究雖然已經(jīng)確定大腦中的速激肽神經(jīng)元對于促進(jìn)癢覺-抓撓循環(huán)至關(guān)重要，但是團(tuán)隊(duì)使用了一些侵入性方法來操控這群神經(jīng)元。“目前仍缺乏操控這群速激肽神經(jīng)元的非侵入性方法來治療慢性癢。”孫衍剛說，“目前，我們的研究尚且無法直接用于臨床。為了應(yīng)用這些研究成果，我們還必須確定能夠靶向大腦中速激肽神經(jīng)元的分子靶標(biāo)。”
談到未來對這項(xiàng)研究的后續(xù)計(jì)劃，孫衍剛表示，感覺信息處理和調(diào)控的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)極為復(fù)雜，“我們計(jì)劃在目前研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步確定癢覺信息處理的核心神經(jīng)環(huán)路，這將有助于了解癢覺信息是如何在大腦中處理和調(diào)節(jié)的。此外，我們將確定在速激肽神經(jīng)元中選擇性表達(dá)的分子。在這些分子中，我們希望能找到治療慢性瘙癢的藥物靶點(diǎn)”。
