一些行為,例如打呵欠和瘙癢是可以傳染的,也就是說如果一個人這樣做,其他人可能也會這么做。這到底是為什么呢?近期來自華盛頓大學醫學院,第四軍醫大學的研究人員發表了題為“Molecular and neural basis of contagious itch behavior in mice”的文章,發現了這種社會性傳染在大腦中的“硬件”:下丘腦視交叉上核,首次證實癢的傳染性在小鼠身上也存在,在分子和神經環路層面精細地剖析和解釋了癢覺感受是如何從一個個體傳遞到另一個獨立個體的,是神經科學領域里程碑式的突破。
這一研究成果公布在3月9日的Science雜志上,文章的第一作者是第四軍醫大學唐都醫院疼痛所于耀清講師,于耀清講師2009年獲第四軍醫大學博士學位,以第一作者和通訊作者發表SCI論文10余篇,承擔國家自然科學基金2項,獲軍隊優秀專業技術人才三類崗位津貼,入選學校“青年英才支持計劃”第二層次。文章的通訊作者是華盛頓大學醫學院陳宙峰教授,早年畢業于武漢大學的陳宙峰博士開創了新一代的瘙癢神經學研究。
在日常生活中,看到別人撓癢癢,甚至在讀到“癢”的文字,人們將情不自禁地撓起癢癢來,也就是說,癢是有社會傳染性的。在人類以及猴子等一些高度社會化的動物群體中,癢的傳染性是普遍存在的,但嚙齒性動物是否存在這一行為,完全不清楚。
在這篇文章中,研究人員通過使用化學遺傳學和光遺傳學技術,發現表現出傳染性瘙癢行為的小鼠,其下丘腦視交叉上核(一個與調節生物晝夜節律有關的核團,suprachiasmatic nucleus,SCN)胃泌素釋放肽(gastrin -releasing peptide,GRP)及其受體GRPR直接參與介導癢覺傳染行為,阻斷該核團中GRPR可消除傳染性瘙癢行為,刺激該核團GRP的表達小鼠的模仿性撓癢行為又恢復了。該神經環路的發現將改變人們對下丘腦丘腦視交叉上核功能的再認識。此研究不僅開創了癢覺研究的新方向,也為探索模仿、共情、視覺信息加工等一系列重大科學問題奠定了基礎。
具體來說,研究人員籠養小鼠放在那些患慢性瘙癢癥小鼠的旁邊后發現,這些籠養小鼠會在看到不自主瘙癢小鼠后顯著增加搔抓自己的頻率。這種現象甚至會發生在那些觀看了其它小鼠搔抓視頻的小鼠中,因此排除了聽覺和嗅覺因素是驅動傳染性瘙癢的可能性。接著,研究人員確定了在小鼠出現傳染性瘙癢時,其腦部有幾個區域內的神經活動增加,但它們在自發性瘙癢時則不會有神經活動的增加。尤其是,他們發現阻斷SCN中GRP的表達可消除傳染性瘙癢行為,但刺激該區域中GRP的表達則會誘發瘙癢,后一種情況即使在小鼠沒有直接看到其它小鼠瘙癢時也會發生。
這項研究在分子和神經環路層面精細地剖析和解釋了癢覺感受是如何從一個個體傳遞到另一個獨立個體的,為更好地理解參與控制社交傳染性行為神經環路機制具有重要的科學和社會意義。這篇論文發表后,INDEPENDENT、NBC26、Daily Mail、the Guardian、Express、LIVESCIENCE、INVERSE、《知識分子》等國內外媒體對此進行了報道。
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