癢覺(jué)對(duì)大家來(lái)說(shuō)都不陌生，產(chǎn)生后會(huì)讓人忍不住抓撓，并形成一種越撓越癢、越癢越想撓的循環(huán)，這其中有什么原因么？
4月15日，國(guó)際神經(jīng)科學(xué)頂級(jí)期刊《神經(jīng)元》（Neuron）在線發(fā)表了上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院徐天樂(lè)教授課題組和上海科技大學(xué)胡霽研究員課題組合作的研究論文《中腦獎(jiǎng)賞中心對(duì)癢覺(jué)信息的處理》對(duì)此問(wèn)題從神經(jīng)科學(xué)層面做出回答。
該論文借助神經(jīng)環(huán)路層面的實(shí)驗(yàn)技術(shù)手段和轉(zhuǎn)基因小鼠模型，深入闡釋了中腦獎(jiǎng)賞中心腹側(cè)被蓋區(qū)（ventral tegmental area，VTA）不同類型的神經(jīng)元在癢覺(jué)不同組分的信息處理中的作用，研究結(jié)果加深了人們對(duì)癢覺(jué)中樞環(huán)路機(jī)制的理解，也為臨床慢性癢的治療提供了新思路。
癢覺(jué)是一種能夠引起抓撓欲望的不愉快的感覺(jué)，大多數(shù)皮膚性疾病和一些系統(tǒng)性疾病都伴隨著嚴(yán)重的瘙癢癥狀。然而，目前有關(guān)癢覺(jué)的研究大多集中在外周和脊髓水平，關(guān)于癢覺(jué)在大腦如何進(jìn)行信息處理、編碼和加工的研究相對(duì)較少。
另外，相比分子和細(xì)胞水平，在腦區(qū)和環(huán)路水平的癢覺(jué)研究寥寥無(wú)幾，而介導(dǎo)癢覺(jué)不同體驗(yàn)組分的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)更屬未知。基于此研究現(xiàn)狀，該文率先探討了VTA區(qū)不同的細(xì)胞類型在癢覺(jué)不同組分中的貢獻(xiàn)及其工作機(jī)制。
研究人員首先借助光纖記錄技術(shù)和各種轉(zhuǎn)基因小鼠，發(fā)現(xiàn)中腦獎(jiǎng)賞中心VTA區(qū)內(nèi)的GABA能神經(jīng)元和多巴胺能神經(jīng)元在癢覺(jué)發(fā)生過(guò)程中呈現(xiàn)兩種不同的激活反應(yīng)。GABA能神經(jīng)元可被急性癢刺激瞬時(shí)激活，與抓撓的啟動(dòng)幾乎同步，而多巴胺能神經(jīng)元?jiǎng)t只有在抓撓持續(xù)一段時(shí)間以后才會(huì)發(fā)生激活。
有意思的是，如果通過(guò)讓小鼠戴一種自制的脖套（collar），阻止動(dòng)物抓撓致癢劑注射部位的皮膚，則多巴胺能神經(jīng)元的激活可被徹底阻斷，而GABA能神經(jīng)元的激活反而更加明顯。
接下來(lái)，研究人員通過(guò)光遺傳手段操控兩種不同類型的神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)可以對(duì)急性癢引起的抓撓行為的發(fā)生次數(shù)和抓撓間隔產(chǎn)生不同的影響。進(jìn)一步，通過(guò)光遺傳操作和條件性位置厭惡或條件性位置偏好實(shí)驗(yàn)，確證了VTA腦區(qū)兩類神經(jīng)元分別調(diào)控癢覺(jué)的兩種不同組分，即GABA能神經(jīng)元介導(dǎo)了致癢劑引起的厭惡感，而多巴胺能神經(jīng)元?jiǎng)t介導(dǎo)了抓撓之后帶來(lái)的愉悅感。
研究還發(fā)現(xiàn)VTA神經(jīng)元在慢性癢動(dòng)物模型中同樣發(fā)揮類似的作用。
這些研究結(jié)果從新的角度揭示了瘙癢-抓撓-愈癢-愈撓這一循環(huán)的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，為加深理解癢覺(jué)的高位中樞發(fā)生原理提供了理論依據(jù)和科學(xué)支撐，也為臨床上慢性瘙癢癥病人的治療提供了重要的思路線索和理論指導(dǎo)。
上海交通大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院徐天樂(lè)教授課題組博士研究生蘇鑫裕與原上海科技大學(xué)iHuman研究所孫文智研究員課題組助理研究員陳明博士為該論文的共同第一作者。徐天樂(lè)教授、劉明剛副研究員和胡霽研究員為該論文的共同通訊作者。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市《全腦神經(jīng)聯(lián)接圖譜與克隆猴模型計(jì)劃》市級(jí)科技重大專項(xiàng)、上海腦科學(xué)與類腦研究中心/上海市科委基礎(chǔ)研究重點(diǎn)項(xiàng)目、上海市教委“腦認(rèn)知原理解析”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、上海市浦江人才計(jì)劃以及上海科技大學(xué)啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)等的支持。
該研究還得到了美國(guó)德克薩斯大學(xué)健康醫(yī)學(xué)中心朱曦教授、上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院李勇教授、原上海科技大學(xué)iHuman研究所孫文智研究員等的合作支持。
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