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Sci Adv | 皮层中发明痒觉特异性神经元

时间:2022-08-01 热度:

炎炎夏日,,,蚊虫叮咬导致瘙痒难耐总是令人心乱如麻。 。。。。瘙痒是生涯中常见的引起人搔抓欲望的一种令人不愉快的感受。 。。。。与之相似的同位危险性感受疼痛。 。。。。瘙痒与疼痛只管是截然差别的两种感受,,,但一直以来痛痒都亲近联系在一起,,,其中不乏两者联立的针言,,,如“息息相关”、“无关痛痒”、“不痛不痒”等。 。。。。

 

而在神经心理领域,,,痛觉和痒觉之间的神经调控关系一直没有定论,甚至在痛觉和痒觉是否属于统一种感受上都没有告竣普遍共识。 。。。。相续提出诸如特异性理论(specificity theory)、强度理论(intensity theory)、选择性理论(selectivity theory)、模式理论(pattern theory)等。 。。。。


2022年7月29日陆军军医大学基础医学院李红丽、隋建峰、吴广延团队在《Science Advances》(IF=14.957)在线揭晓题为“Itch-specific neurons in the ventrolateral orbital cortex selectively modulate the itch processing”的研究,,,展现了眶额叶皮层(VLO)内保存选择性调控瘙痒的特异性神经元。 。。。。
 

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效果


VLO神经元加入瘙痒和痛觉调制 

腹外侧眶皮层 (ventrolateral orbital cortex, VLO) 是眶皮层(orbital cortex)的主要组成,,,加入痛觉感受和痛觉调制。 。。。。神经影像学研究显示,,,眶皮层在瘙痒处置惩罚历程中被激活。 。。。。然而,,,VLO在瘙痒调制中的作用仍不清晰。 。。。;;诖,,,研究者首先借助化学遗传学和光遗传学手艺发明,,,抑制VLO神经元显著降低了动物搔抓行为及痛觉相关行为,,,提醒了VLO神经元在瘙痒和疼痛调制的主要作用。 。。。。

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通过Tet-Off手艺选择性标记瘙痒神经元
 

VLO差别的神经元群体在加入瘙痒和痛觉调制中是否施展差别的作用呢??????为解答这一问题,,,研究者引入c-Fos的标记系统和Tet-Off系统,,,以探讨VLO中是否保存特异性加入瘙痒调制的神经元。 。。。。作者将rAAV2/9-c-Fos-tTA 和rAAV2/9-TRE-tight-mCherry混淆注射VLO,,,在此系统中,,,mCherry的表达需要tTA和TRE启动子连系,,,给予动物强力霉素(Dox)后,,,tTA和Dox连系的复合体不可和TRE连系,,,mCherry不表达,,,因此,,,只有在阻止给予Dox后,,,被激活的VLO神经元表达mCherry。 。。。。
 

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基于此系统,,,研究职员通过设置系列比照实验,,,验证了Tet-Off手艺标记瘙痒-搔抓时活跃神经元的有用性。 。。。。

 

VLO中差别神经元划分调控瘙痒与疼痛行为
 

在标记疼痛或瘙痒特异性神经元的基础上,,,研究职员在VLO混淆注射rAAV2/9-c-Fos-tTA和rAAV2/9-TRE-tight-jGCaMP7s病毒载体并埋入光纤,,,同时给予Dox处置惩罚,,,接下来,,,一连3天阻止给予Dox药物后,,,注射5-HT致痒剂后继续给予含Dox的饲料饲养。 。。。。通过在体光纤纪录视察发明,,,当动物被注射致痒剂(5-HT、Compound 48/80、氯喹)时,,,只有瘙痒特异性神经元的钙信号强度提升,,,并且该群神经元钙信号在动物被注射致痛剂(AITC)时没有转变。 。。。。相似的特异性活跃,,,也在VLO疼痛特异性神经元上被视察到。 。。。。

 


进一步,,,研究者通过光遗传学手艺和化学遗传学手艺调控这两类神经元剖析对动物瘙痒/疼痛行为的影响。 。。。;;б糯б种起魃窬,,,可显著降低动物搔抓行为,,,但不影响疼痛行为。 。。。。
 


同时,,,光遗传直接激活瘙痒神经元时,,,仅增强动物的瘙痒行为而不改变疼痛行为。 。。。。这一效果也在调控疼痛神经元上被发明。 。。。。这些行为实验效果,,,展现了瘙痒与疼痛在VLO脑区可能是被两群差别的神经元划分调控。 。。。。
 


VLO脑区痛/痒特异性神经元不共标


最后,,,研究职员通过Tet-Off手艺连系c-Fos免疫荧光染色,,,在相同动物上实现区别标记瘙痒神经元与疼痛神经元,,,证实VLO脑区瘙痒神经元与疼痛神经元在空间位置上不共标,,,动物的瘙痒与疼痛由VLO脑区两群差别的神经元划分调控。 。。。。
 

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总结


该研究通过c-Fos标记手艺、Tet-Off手艺与钙成像、光遗传学、化学遗传学连系,,,在大脑层面研究了眶额叶皮层中两群差别的神经元区别调控瘙痒与疼痛行为。 。。。。只管岂论是外周层面照旧大脑层面瘙痒与疼痛之间的神经调控机制远未完全清晰,,,但通过Tet-Off标记要领仍然为以后较量研究两群功效相近的神经元提供了可行之路。 。。。。
 

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陆军军医大学山河王屹松为该论文的配合第一作者;;陆军军医大学李红丽教授隋建峰教授吴广延博士为该论文的配合通讯作者。 。。。。

借助马上早基因c-Fos标记手艺和Tet系统,,,可以实现标记运动相关细胞集群,,,并对这群细胞举行特准时间的基因调控或心理操作。 。。。。这套巧妙的设计为运动相关细胞集群的研究提供了思绪,,,也被多个领域科学家普遍应用。 。。。。UG环球生物有幸为研究者提供实验中使用的大宗AAV病毒载体,,,助力神经科学研究!

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