科學家研究發現腦內癢覺調控神經元

　　12月14日，《神經元》期刊在線發表了題為《導水管周圍灰質中速激肽陽性神經元通過下行通路促進“癢覺-抓撓”循環》的研究論文，該研究由中國科學院神經科學研究所、腦科學與智能技術卓越創新中心、神經科學國家重點實驗室孫衍剛研究組完成。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，該研究發現在中腦導水管周圍灰質中存在一群表達速激肽的神經元，這群神經元通過下行環路調控脊髓水平癢覺信息處理，促進抓撓行為的產生。該研究揭示了癢覺下行調控的細胞以及神經環路機制，為發展治療慢性癢的方法提供了新的思路。

　　癢覺是一種可以引起抓撓的不愉快的感覺。癢覺與視覺、聽覺等感知覺一樣，也是大腦加工處理的產物。癢覺對于動物來說是一種重要的保護機制。癢覺通過誘導抓撓動作去除皮膚上具有潛在危害的異物。因此，癢覺對于動物的生存具有重要意義。然而，慢性癢患者常常會由于無法控制瘙癢所誘發的抓撓行為而導致皮膚和深層組織的損傷，嚴重影響生活質量。目前，人們對癢覺信息處理機制的了解還十分有限，所以臨床上尚缺乏針對慢性癢的有效治療方法。因此，研究癢覺信息處理的神經機制將有助于研發治療慢性癢的新策略。

　　在癢覺研究領域中，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。特別是在過去十多年里，諸多研究揭示了癢覺在外周神經系統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調節癢覺的研究還非常少。早期研究癢覺在大腦中的信息處理主要以人或靈長類動物為研究對象，采用腦功能成像等技術方法進行研究。以往的研究表明中腦導水管周圍灰質跟癢覺有很強的相關性。此外，該腦區在痛覺的下行調控中也發揮重要作用。然而，中腦導水管周圍灰質對癢覺的調控作用及其機制并不清楚。因此，孫衍剛研究組以小鼠為研究對象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路機制。

　　在該研究中，研究人員探究了中腦導水管周圍灰質神經元在癢覺引起的抓撓行為中的活動變化，發現該腦區神經元的電活動與癢覺引起的抓撓行為有很強的相關性。進一步的研究證實中腦導水管周圍灰質中存在一類表達速激肽的興奮性神經元，殺死或抑制這群速激肽神經元能顯著降低癢覺誘發的抓撓行為。相反，激活中腦導水管周圍灰質速激肽神經元可以在沒有外周致癢刺激的狀態下誘發強烈的抓撓行為。此外，速激肽神經元促進癢覺的作用是通過調控脊髓中癢覺特異的胃泌素釋放肽受體陽性神經元產生的。

　　該研究中，孫衍剛研究組揭示了中腦導水管周圍灰質通過下行正反饋形式調控癢覺信息處理的機制，發現該腦區的速激肽神經元對于瘙癢過程中“癢覺-抓撓”這種惡性循環的產生至關重要。因此，大腦中的這群速激肽神經元是遏制“癢覺-抓撓”的惡性循環以及治療慢性癢的潛在靶標。該項研究有望改變解決慢性瘙癢問題的思路，提出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。

　　此項工作主要由孫衍剛課題組博士研究生高鄭潤、陳文振、劉明哲共同完成，課題組的其他成員積極參與，并得到了神經所研究員許曉鴻與廣州醫科大學教授萬麗的大力協助。該工作得到國家自然科學基金（31771158）和中科院戰略性先導科技專項（XDBS01000000）的資助。

癢覺下行調控的細胞及神經環路機制的示意圖。導水管周圍灰質中存在一群表達速激肽的神經元，這群神經元通過下行環路調控脊髓水平癢覺信息處理，從而促進抓撓行為的產生。藥理遺傳學激活速激肽神經元誘導小鼠自發抓撓行為。

研究發現腦內癢覺調控神經元