人為什么會癢？癢了又為何會撓？這不僅讓慢性癢患者痛苦，也是長期困擾科學家的大問題。最近，中國科學院神經科學研究所研究員孫衍剛帶領團隊補充了癢覺調控機制，解開了“癢覺-抓撓”惡性循環(huán)產生的奧秘。
團隊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手段，發(fā)現(xiàn)在大腦中存在一群表達速激肽的神經元，這群神經元通過下行環(huán)路調控脊髓水平癢覺信息處理，促進抓撓行為的產生。
研究揭示了癢覺下行調控的細胞以及神經環(huán)路機制，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物。
雖然不舒服，癢覺卻對動物生存至關重要。孫衍剛告訴科技日報記者，癢覺會導致抓撓，進而使動物擺脫皮膚上的有害物質。所以癢覺也是動物的重要防護機制之一。
然而，癢又實在不好受，慢性癢患者常常由于無法控制的過度抓撓導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。
據孫衍剛介紹，在癢覺研究領域，前人主要探索癢覺在皮膚、感覺神經元和脊髓中的分子和細胞機制。特別是在過去10年里，非常多的研究已經揭示了癢覺在周圍神經系統(tǒng)和脊髓水平的信息傳導和傳遞機制。相比之下，對于大腦如何加工處理癢覺以及如何動態(tài)調節(jié)癢覺的研究還非常少，中腦導水管周圍灰質在癢覺中的調控作用及其機制并不清楚。“我們希望通過研究癢覺信息處理的神經機制為治療慢性癢提供新的靶點和理論基礎?！睂O衍剛說。
成功找到“瘙癢”神經元
以小鼠為研究對象，團隊深入研究了中腦導水管周圍灰質在癢覺調控中的細胞及神經環(huán)路機制。團隊發(fā)現(xiàn)，激活大腦中表達速激肽的神經元能誘發(fā)小鼠強烈的抓撓，這表明這群神經元的激活使動物感到癢。
這個結果令團隊感到驚訝，“我們發(fā)現(xiàn)在大腦中存在一群表達速激肽的興奮性神經元，在癢覺引起的抓撓行為中，這群神經元被激活，而且激活這群神經元也引起小鼠的強烈抓撓行為。所以，這群速激肽神經元似乎是大腦中的‘癢’神經元?！睂O衍剛解釋道。
速激肽神經元的激活如何導致癢覺的產生？“我們的皮膚無時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。這個閾值是由脊髓中的一些抑制性神經元所設定的。”孫衍剛說，他打了個比方：這些抑制性神經元像“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致瘙癢。此次研究發(fā)現(xiàn)的大腦中這群速激肽神經元則有助于推開此門，降低產生癢覺的閾值。
“這次研究首次確定了大腦中參與癢覺信息調控的神經元亞群。”孫衍剛說。進一步的研究證實，殺死或抑制中腦導水管周圍灰質速激肽神經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)強烈的抓撓行為。
此外，壓力或焦慮等不良情緒很可能通過調節(jié)大腦中這群速激肽神經元影響癢覺的敏感性。“因此，大腦中的這群速激肽神經元可能是遏制癢覺-抓撓的惡性循環(huán)以及治療慢性癢的潛在靶標?！睂O衍剛表示。
尚無法直接用于臨床
“這項研究改變了解決慢性瘙癢問題的傳統(tǒng)思路。結果表明, 針對腦內負責癢覺信息處理的神經元進行干預可能是治療慢性瘙癢的一種新方法?！睂O衍剛說。
但他也坦言，新研究暫時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。研究雖然已經確定大腦中的速激肽神經元對于促進癢覺-抓撓循環(huán)至關重要，但是團隊使用了一些侵入性方法來操控這群神經元。“目前仍缺乏操控這群速激肽神經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元的分子靶標。”
談到未來對這項研究的后續(xù)計劃，孫衍剛表示，感覺信息處理和調控的神經網絡極為復雜，“我們計劃在目前研究的基礎上，進一步確定癢覺信息處理的核心神經環(huán)路，這將有助于了解癢覺信息是如何在大腦中處理和調節(jié)的。此外, 我們將確定在速激肽神經元中選擇性表達的分子。在這些分子中, 我們希望能找到治療慢性瘙癢的藥物靶點”。
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