跳至内容

止痒信号如何进入脑内?屏状核—丘脑通路揭示 κ 阿片受体的作用位置

Science advances · 2026-09-11

Table of contents

No titles in the blog post

Science advances · 研究前沿

止痒信号如何进入脑内?屏状核—丘脑通路揭示 κ 阿片受体的作用位置

一项小鼠研究沿着组胺诱发的抓挠,追踪屏状核神经元、丘脑投射与 κ 阿片受体,把药物作用连接到具体脑内通路。

原论文 Figure 8 中屏状核与丘脑神经元的脑内回路示意

一阵痒意,为什么会让人忍不住想抓挠?从皮肤到大脑,这种感觉要经过复杂的信息处理。κ 阿片受体激动剂能减轻相关反应,它们在脑内究竟在哪里发挥作用?这项研究把镜头对准一片薄薄的灰质——屏状核,沿着它通向丘脑的连接,追踪止痒信号的中枢故事。

关键发现

屏状核谷氨酸能神经元及其到丘脑背内侧核的投射,参与调节组胺诱发的抓挠;该通路上的 κ 阿片受体,是 Nalfurafine 抗抓挠作用的一处重要机制节点。

阅读目录 · 6个部分

从一阵痒意,找到脑内的活跃节点

2026年发表于《Science Advances》的这项工作,首先观察组胺诱发抓挠时的脑区活动变化。前额叶、屏状核、丘脑相关区域和臂旁核等都出现活动相关标记增加,提示瘙痒涉及分布式网络。研究的重点,是从这个网络中找到能够解释部分药物作用的具体节点。

屏状核位于岛叶与纹状体之间,与多个感觉和边缘系统区域相联系。这里的大多数神经元具有兴奋性,具备影响其他脑区活动的解剖基础。它在瘙痒反应中扮演什么角色?研究团队从细胞活动入手,再进一步检验它是否会改变动物实际的抓挠表现,把一处活跃脑区转化为具体的功能问题。

屏状核像一个调节阀,影响抓挠的强弱

组胺刺激后,屏状核中增加的活动相关标记主要落在谷氨酸能神经元上;活体钙信号也显示这类细胞参与了相应过程。随后,抑制它们减少了抓挠,激活则增强了低剂量组胺引起的反应。方向相反的操作,提供了比单纯活动升高更强的功能性证据。

这群细胞的作用很像一个调节阀。单独激活它们没有诱发自发抓挠,而抑制也没有让组胺反应完全降回基础水平。已有刺激出现时,屏状核能改变反应强弱;缺少刺激时,它的激活并未单独带来同样的行为。这个有条件的作用方式,让团队继续寻找它与其他脑区之间的通信路径。

原论文图 2屏状核神经元与行为改变
屏状核神经元与行为改变
原论文 Figure 2。细胞标记、钙活动和双向干预,呈现屏状核谷氨酸能神经元与组胺相关抓挠的联系。
来源:Liu Z et al. · Science advances · CC BY-NC
查看原图与英文图注 ↗

顺着屏状核的输出,信号来到丘脑

团队进一步关注丘脑背内侧核(MD),并通过双向追踪支持屏状核到 MD 的连接。组胺刺激后,MD 神经元及相关投射末梢的钙活动升高;对这条投射进行抑制,抓挠减少,而激活则增强低剂量组胺反应。在雌性小鼠中,激活也观察到了增强抓挠的结果。

不同致痒刺激又呈现出不同回应。在测试的几种致痒物中,MD 的活动标记明显增加主要出现在组胺条件下。瘙痒因此并非只有一种脑内处理方式:从皮肤发出的信号不同,进入回路后的活动图景也可能不同。屏状核—MD 连接,为理解组胺相关抓挠提供了一个清晰的研究节点。

原论文图 6投射通路的双向功能检验
投射通路的双向功能检验
原论文 Figure 6。激活与抑制屏状核到 MD 的投射,分别增强和减弱组胺相关抓挠。
来源:Liu Z et al. · Science advances · CC BY-NC
查看原图与英文图注 ↗

κ 阿片受体,把药物作用落到细胞上

Nalfurafine 与 U50488H 这两种 κ 阿片受体激动剂,减少组胺相关抓挠,并降低屏状核的活动相关标记。将药物局部作用于屏状核,也能观察到抗抓挠效应;而在该区域阻断相应受体,则减弱系统给药的作用。这使屏状核从活动节点进一步成为受体作用位置的候选。

受体标记进一步显示,κ 阿片受体主要与屏状核谷氨酸能细胞相联系。去除这些细胞上的受体,药物作用部分减弱;同时去除局部与上游投射相关受体,削弱程度更大。屏状核中的本地细胞与到达这里的传入信号,都可能参与药物效应。受体在哪里发挥作用的问题,就这样从一处脑区延伸到了它的连接网络。

药物、受体与投射,逐渐连成一条线

研究者将受体干预进一步限定到投向 MD 的屏状核神经元。相关受体去除后,Nalfurafine 的抗抓挠效应减弱;局部给药也伴随 MD 神经元活动下降。这把“药物—受体—屏状核投射—行为”几个层次连接起来,支持该通路参与药物的中枢作用。

活体记录还捕捉到一个时间上的细节:屏状核及相关投射的钙活动,可以在抓挠开始前升高。神经信号先出现,随后动物开始动作,提示这条回路可能参与抓挠前的信息处理。整体 MD 群体与投射末梢记录,则从不同位置呈现了这场通信,为继续追踪感觉输入与行为输出提供了线索。

抓挠背后的脑内通信,还有哪些故事?

这项研究将 κ 阿片受体相关的抗抓挠作用,连接到屏状核谷氨酸能细胞及其通向 MD 的投射。值得玩味的是,屏状核整体激活在炎症痛模型中的表现,与瘙痒调节又有所不同。同一片脑区参与多种感觉,它内部及通向外界的连接,可能承担着各自不同的任务。

沿着这条路线再向前、向后追踪,仍有许多值得探索的细节:哪些上游输入把组胺相关信息送到屏状核,MD 又通过哪些下游连接影响最终反应?其他瘙痒模型是否沿用相同的处理方式?从这些小鼠观察出发,一种熟悉的感觉正在被拆解为具体的细胞通信,也为理解中枢止痒机制打开了新的研究方向。

原论文图 8作者提出的整体机制模型
作者提出的整体机制模型
原论文 Figure 8。作者提出的机制模型:κ 阿片受体与屏状核谷氨酸能细胞及其 MD 投射相联系。
来源:Liu Z et al. · Science advances · CC BY-NC
查看原图与英文图注 ↗

论文信息

Liu Z, Shu X, Wang Z, Yao S, Hu C, Wang B, Liu P, Feng L, Shen Y, Xiao H, Liu JG, Wang YJ.
Kappa opioids suppress histaminergic itch by inhibiting mediodorsal thalamus-projecting claustrum glutamatergic neurons
Science advances · 2026-09-11
DOI: 10.1126/sciadv.ady4282