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背景与目的:痒(Itch)是一种不愉快的感觉,引起搔抓的冲动和行为。痒可以由局部、全身、精神性和神经性疾病等多种原因引起,也可因不同的致痒源而引起。痒觉的机制研究分别在周围感受器、脊神经和脊髓水平都取得了一些进展,但痒在高级中枢,特别是大脑皮层的机制探讨方面,目前主要局限于影像学方面的研究。结果表明痒刺激不是仅仅激活某个特定的大脑皮层,而是多个脑区,这些区域构成一个复杂的神经网络。对于痒信息的传导通路来说,尚缺乏脊髓以上水平的通路及其细胞和分子机制的研究,但利用影像学技术对痒觉感受中枢进行观察,显示丘脑(thalamic nucleus)、皮层的前扣带回(anterior cingular cortex,ACC)、岛叶(insular cortex,IC)、前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC)等脑区与痒刺激信息的感受有关。5-羟色胺(5-Hydroxytryptamine,5-HT)是一种致痒剂,它在外周致痒的机制依赖于组胺受体,与增强痒觉感受有关。来自中缝背核(dorsal raphe nucleus,DRN)的5-HT能神经元是中枢内源性痛觉调控系统的重要组成部分,同时也参与调节机体多种生理功能。而下行投射的5-HT调控系统作用于脊髓背角胃泌素释放肽受体(gastrin-releasing peptide receptor,GRPR)阳性神经元的5-HT1A受体,对痒觉信息的传递发挥易化作用。由此可知,5-HT在整个痒觉传递和调控中占有重要地位。DRN聚集大部分的5-HT能神经元,它们与包括IC在内的高位皮层存在着密切的纤维联系,其中5-HT向IC的上行投射可能会是痒觉信号传递和调控的另一条新途径,该通路开展研究可能对揭示顽固性瘙痒的发生机制和临床治疗提供新的方向。方法:首先,采用免疫组织化学染色技术对DRN和IC两个区域的神经元在组胺(histamine,His)和氯喹(chloroquine,CQ)诱导的急性瘙痒状态下的激活情况(表达FOS蛋白和p-ERK)进行研究;其次,运用顺行和逆行束路追踪技术、免疫组织化学多重染色技术观察DRN与IC之间存在的往返纤维联系,对DRN-IC投射的5-HT能神经元是否参与痒觉信息传递进行研究;最后,运用化学遗传学方法(designer receptors exclusively activated by designer drugs,DREADDs)广泛性激活DRN-IC通路并观察该通路的激活对正常和急性痒模型动物痒行为的影响。结果:1.与正常组(Saline组)相比,颈背部皮内注射了His和CQ的动物出现明显的搔抓现象,且DRN和IC内的部分神经元表达的FOS蛋白和p-ERK增加,证明急性痒刺激激活了这些神经元。2.将顺行示踪剂(生物素葡聚糖胺,BDA)注入DRN后观察到IC内有呈“串珠样”的纤维和终末;将逆行示踪剂(荧光金,FG)注入IC,同时结合免疫荧光双重标记染色,观察DRN内几乎所有的FG逆标投射神经元都含有5-HT。3.急性痒诱导激活由DRN向IC投射的5-HT能神经元并使之表达FOS蛋白。进一步将FG注入IC,无论是His还是CQ诱导的急性痒状态下,运用免疫荧光三标染色结果均可在DRN内见到FG、5-HT和FOS三标阳性神经元。4.通过化学遗传学技术广泛地兴奋DRN-IC通路,观察该通路的兴奋对正常动物的痒行为没有影响,即不引起自发痒行为,但却使His和CQ诱导的急性痒动物的搔抓次数明显减少(P<0.05)。结论:通过FOS蛋白的表达证明DRN和IC在痒刺激下被激活,这与影像学资料吻合;IC与DRN间存在往返纤维联系,急性痒刺激下激活DRN内向IC投射的5-HT能神经元,从形态学上证明该通路参与急性痒的传递;化学遗传学激活该通路能够抑制急性痒小鼠的搔抓行为。该通路的研究为痒觉信息在脊髓以上中枢传递和调控的途径提供新依据和思路。