最近,以華盛頓大學醫學院陳宙峰博士為首的一個研究小組,弄清了“感覺神經細胞是如何協力將皮膚瘙癢信號從皮膚傳給脊髓,然后將這些信號傳遞給大腦的”的問題。他們的這一發現可能有助于科學家找到更有效的方法來阻止瘙癢。相關研究結果發表在7月19日的《Science Signaling》雜志。武漢大學人民醫院、大連醫科大學和南方醫科大學南海醫院的研究人員,也參與了這項研究工作。
本研究首席研究員、華盛頓大學癢覺研究中心主任陳宙峰博士指出:“通過干擾感覺神經元的活性,我們能夠抑制多種類型的瘙癢。在處理癢覺信號的神經細胞中,稱為鈣通道的途徑之間似乎存在串擾。”點擊閱讀陳宙峰博士的相關研究成果:華人學者《Neuron》解析為什么越抓越癢?;癢的科學奧秘:從但丁、拿破侖到癢基因;專訪陳宙峰:Science,Nature解析癢的奧秘。
研究者們研究了神經元中的鈣離子通道,它們允許鈣離子從一個神經細胞傳遞到另一個神經細胞,從而幫助細胞將來自皮膚的瘙癢信號傳遞到脊髓中的其他細胞。
陳博士的研究團隊集中在實驗室小鼠的背根神經節上,這是一個充滿感覺神經細胞的脊髓結構。它處理來自皮膚的信號,并將它們傳送到脊髓中的神經元。
研究人員探討了“背根神經節中的神經元是如何處理和傳輸兩種瘙癢信號的”。一種信號,稱為組胺致癢,是由蚊蟲叮咬引起的,以及對抗組胺藥的響應,如苯海拉明。另外一種類型的瘙癢,稱為氯喹引起的瘙癢,往往是瘧疾患者服用氯喹來控制他們的癥狀時出現的。科學家們認為,組胺致癢信號通過一種類型的鈣通道,而氯喹信號則通過一條不同的通道。
科學家們通過遺傳學手段制備了沒有處理組胺信號的通道的小鼠,然后將動物暴露在組胺時,卻發現小鼠仍然有劃傷。如果它們缺乏傳送氯喹致癢信號的鈣通道并暴露于氯喹時,也出現劃傷。
多年來,陳博士的研究團隊對這樣的結果非常困惑,一直在尋找一個解釋。經過一系列的實驗,科學家們發現,存在第三條鈣通道——叫TRPV4,可以傳輸兩種類型的癢信號。他們還了解到,TRPV1——傳送組胺致癢信號的通道,通過幫助TRPV4處理癢信號,也在氯喹誘導的致癢中發揮作用。它參與這兩種類型的瘙癢,提出了一種可能性,即TRPV4通道也可能在其他類型的瘙癢中發揮了作用,包括慢性瘙癢。
陳博士說:“令人驚訝的是,雖然這些不同類型的瘙癢有不同的原因,但感覺細胞中的這兩個通道可以一起傳遞兩種類型的瘙癢信號。我們發現,處理組胺致癢信號的TRPV1通道,在感覺神經元中似乎也作為一種分子伴侶,從而幫助其他通道處理癢信號并將其傳輸到脊髓。”
陳博士說,證明這些通道是協力工作的,有助于解釋“感覺細胞如何可以處理多種類型的環境信號,包括不同原因造成的瘙癢”。這也表明,他的團隊所確定的這些通道,可能是治療瘙癢的靶標。
他解釋說:“這給了我們脊髓神經元上游的新治療靶點。通過靶定外圍的單個通道,有可能減少組胺引起的瘙癢,氯喹引起的瘙癢,甚至對目前療法沒有反應的慢性瘙癢。”
注:陳宙峰博士現為美國華盛頓大學醫學院癢覺研究中心主任,麻醉系、精神病學系和發育生物學系終身教授。1983年于武漢大學獲病毒學學士學位,1994年在美國德克薩斯州大學健康科學中心取得遺傳學博士學位。1994年至1997年在美國加州理工學院從事博士后研究,1997年至2000年在美國加州理工學院擔任資深研究員。2000年以來在美國華盛頓大學醫學院擔任教職,2009年成為全職教授。
陳宙峰教授長期致力于痛覺和癢覺的神經生物學研究,他的實驗室利用藥理學、分子生物學、遺傳學和電生理的方法,用小鼠揭示癢感覺的神經回路和相關的信號機制。2007年,陳宙峰教授帶領的研究團隊宣布在小鼠脊髓發現了首個癢基因。2009年,他的團隊又發現了專門傳遞癢覺的神經元,這一發現終結了科研界長久以來關于癢覺和痛覺是不是一回事的爭論。隨著這些發現的公布,癢覺研究異軍突起,成為近年來神經科學一個熱點。在陳宙峰教授的帶領下,華盛頓大學成立了世界首個癢覺研究中心 ,他也成為了該領域研究的領軍人物。
陳宙峰教授對癢感覺的研究獲得了美國國家衛生研究院(NIH)的大力經費資助。研究成果已在國際著名雜志如Nature,Cell、PNAS、Journal of Neuroscience等發表論文數十篇。陳宙峰教授還是多個國際著名學術期刊的主編或編委,是包括美國神經科學年會在內的多個國際學術會議的應邀演講學者。
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