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为啥瘙痒后抓挠会让人越挠越痒越痒越挠?原来

2019-04-17

为啥瘙痒后抓挠会让人越挠越痒越痒越挠?原来

  中新网上海新闻4月16日电 (杨静)痒觉对大家来说都不陌生,产生后会让人忍不住抓挠,并形成一种越挠越痒-越痒越想挠的循环,这其中有什么原因么?4月15日,国际神经科学顶级期刊Neuron(《神经元》,影响因子14.319)在线发表了上海交通大学基础医学院徐天乐教授课题组和上海科技大学胡霁研究员课题组合作的研究论文《中脑奖赏中心对痒觉信息的处理》就对此问题从神经科学层面做出回答。

  该论文借助神经环路层面的实验技术手段和转基因小鼠模型,深入阐释了中脑奖赏中心腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)不同类型的神经元在痒觉不同组分的信息处理中的作用,研究结果加深了人们对痒觉中枢环路机制的理解,也为临床慢性痒的治疗提供了新思路。

  痒觉是一种能够引起抓挠欲望的不愉快的感觉,大多数皮肤性疾病和一些系统性疾病都伴随着严重的瘙痒症状。然而目前有关痒觉的研究大多集中在外周和脊髓水平,关于痒觉在大脑如何进行信息处理、编码和加工的研究相对较少。另外,相比分子和细胞水平,在脑区和环路水平的痒觉研究寥寥无几,而介导痒觉不同体验组分的神经环路基础更属未知。基于此研究现状,该文率先探讨了VTA区不同的细胞类型在痒觉不同组分中的贡献及其工作机制。 

  研究人员首先借助光纤记录技术和各种转基因小鼠,发现中脑奖赏中心VTA区内的GABA能神经元和多巴胺能神经元在痒觉发生过程中呈现两种不同的激活反应。GABA能神经元可被急性痒刺激瞬时激活,与抓挠的启动几乎同步,而多巴胺能神经元则只有在抓挠持续一段时间以后才会发生激活。有意思的是,如果通过让小鼠戴一种自制的脖套(collar),阻止动物抓挠致痒剂注射部位的皮肤,则多巴胺能神经元的激活可被彻底阻断,而GABA能神经元的激活反而更加明显。

  接下来,研究人员通过光遗传手段操控两种不同类型的神经元,发现可以对急性痒引起的抓挠行为的发生次数和抓挠间隔产生不同的影响。进一步,通过光遗传操作和条件性位置厌恶或条件性位置偏好实验,确证了VTA脑区两类神经元分别调控痒觉的两种不同组分,即GABA能神经元介导了致痒剂引起的厌恶感,而多巴胺能神经元则介导了抓挠之后带来的愉悦感。研究还发现VTA神经元在慢性痒动物模型中同样发挥类似的作用。

  这些研究结果从新的角度揭示了瘙痒-抓挠-愈痒-愈挠这一循环的神经环路机制,为加深理解痒觉的高位中枢发生原理提供了理论依据和科学支撑,也为临床上慢性瘙痒症病人的治疗提供了重要的思路线索和理论指导。

  上海交通大学基础医学院徐天乐教授课题组博士研究生苏鑫裕与原上海科技大学iHuman研究所孙文智研究员课题组助理研究员陈明博士为该论文的共同第一作者。徐天乐教授、刘明刚副研究员和胡霁研究员为该论文的共同通讯作者。

  该研究得到了国家自然科学基金委,上海市《全脑神经联接图谱与克隆猴模型计划》市级科技重大专项,上海脑科学与类脑研究中心/上海市科委基础研究重点项目,上海市教委“脑认知原理解析”创新团队项目,上海市浦江人才计划以及上海科技大学启动经费等的支持。同时,该研究还得到了美国德克萨斯大学健康医学中心朱曦教授、上海交通大学医学院李勇教授、原上海科技大学iHuman研究所孙文智研究员等的合作支持。