一群感觉纤维,接通两种脊髓止痒回路
小鼠研究发现,VGLUT3谱系感觉纤维连接NPY与DYN脊髓细胞;两类细胞对机械性痒与化学性痒呈不同调节特点,受体阻断进一步揭示分工。
皮肤收到触碰,未必只把信息往大脑上传。感觉纤维也可能在脊髓接通抑制性细胞,让另一种感觉变弱。发表于Molecular Brain的研究,追踪了一群与低阈值触觉相关的VGLUT3谱系感觉神经元:激活它们的皮肤末梢后,小鼠因化学刺激和轻微机械刺激产生的抓挠都减少。进一步追踪发现,这群感觉细胞与两类脊髓细胞相连,而后两者对不同类型痒的调节,并不相同。
VGLUT3谱系纤维激活减轻机械与化学抓挠;NPY细胞及Y1受体偏向机械痒,DYN细胞及KOR信号偏向化学痒,KOR阻断对氯喹痒的影响更明确。
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与低阈值触觉相联系的一群纤维
研究利用VGLUT3谱系标记,让相应感觉细胞带有光敏蛋白。背根神经节中的标记细胞约八成与TH标记重合,而疼痛相关CGRP标记和大直径有髓纤维标记很少与它们重合,符合一群无髓低阈值机械感受细胞的特征。
这些纤维的末梢分布在颈背部有毛皮肤中。因此,研究可以从外周末梢开始调节输入,再观察抓挠变化。这个起点很关键:用来调节痒的并非另一种致痒刺激,而是一群具有触觉相关特征的感觉细胞。
来源:Su X et al. · Molecular brain · CC BY
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抓挠减少,痒相关场景的回避也改变
化学性痒与机械性痒有不同起点:前者由组胺或氯喹等刺激诱发,后者由轻微触碰引出抓挠。组胺敏化后,周围皮肤对轻触也更容易出现痒反应。把这些条件分别检验,才能观察触觉相关纤维究竟调节哪一类输入。
激活皮肤中的VGLUT3谱系纤维后,组胺和氯喹诱发的抓挠都减少。耳后轻微机械刺激引出的抓挠也减少。研究还检验组胺处理后的触诱发痒:原本容易引起抓挠的轻触,在纤维激活时引出更少反应。
小鼠会回避曾与组胺致痒相配对的环境;在配对过程中激活这些纤维后,这种回避不再显著。因而,变化不只出现在抓挠次数上,也出现在对痒相关场景的后续选择中。外周感觉输入与痒的行为后果,都受到调节。
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NPY与DYN细胞接收到感觉输入
从外周进入脊髓后,这份输入去向何处?顺向跨突触标记在接收群体中找到带NPY或DYN信号的细胞。这两类脊髓细胞都与抑制性调节有关,为触觉相关输入影响痒提供了具体的接收对象。
电生理记录进一步观察连接:光刺激感觉细胞时,二十个记录的NPY细胞中,十五个出现兴奋性突触电流;二十个DYN细胞均出现响应,其中部分还发放动作电位。
突触响应在特定药理条件下仍可恢复,支持感觉细胞与两类接收细胞之间存在直接连接。外周细胞传来兴奋性输入,却可以招募下游抑制性细胞:感觉网络中的“刹车”,也需要被其他细胞启动。
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两类抑制性细胞,偏向不同的痒
研究直接激活成年小鼠的脊髓NPY细胞,机械抓挠和组胺触诱发痒明显减少;组胺或氯喹直接引起的化学抓挠则未见显著变化。同样是抑制性细胞,其调节并不是对所有痒刺激一视同仁。
DYN细胞表现出另一种特点:激活后,组胺和氯喹抓挠减少,机械抓挠与触诱发痒未见显著变化。组胺配对场景的回避也不再显著。两类细胞的行为结果,形成了机械性痒与化学性痒之间的分工。
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阻断下游信号,分工再次显现
当研究激活外周VGLUT3谱系纤维,同时阻断脊髓NPY的Y1受体时,机械痒的抑制明显减弱,化学痒的抑制仍然保留。下游受体的结果,与直接激活NPY细胞时的行为特点相呼应。
阻断强啡肽相关的κ阿片受体KOR,则明显削弱氯喹痒的抑制;组胺痒出现减弱趋势,但未达到显著。机械痒和触诱发痒的抑制仍未显著改变。两种受体信号因此呈现不同贡献,而化学痒内部也有差别。
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触觉相关输入,能够招募两种脊髓调节
研究在包含雌雄小鼠的急性痒与组胺敏化实验中,将外周感觉纤维、脊髓接收细胞和下游受体连在一起。来自同一谱系群体的输入,可以进入两类抑制性细胞,再对不同刺激引出的抓挠产生不同影响。
痒的调节因此不只是把所有感觉信号一起调低。机械刺激和化学刺激可以在脊髓遇到不同的抑制环节;感觉纤维传入的信息,也可以成为这些环节的启动信号。这份分工让触觉与痒之间的相互影响,有了具体的细胞解释。
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