嚙齒動物眼睛發癢背后的神經信號及其相應的抓撓行為
圖:大鼠雙眼注射組胺后,右(R)或左(L)后腳瘙癢的頻率和持續時間。
來源:岡山大學SAKAMOTO Hirotaka
任何患有皮膚干燥、濕疹或昆蟲叮咬的人都知道皮膚瘙癢的不良影響。雖然皮膚瘙癢感背后的生理機制已經為人所知,但眼睛的相應信號卻不為人所知。岡山大學副教授SAKAMOTO Hirotaka領導的研究小組(Ushimado Marine Institute;UMI)和奈良女子大學的副教授TAKANAMI Keiko現在研究了嚙齒動物眼睛瘙癢背后的神經機制。更重要的是,該小組還提供了關于嚙齒動物采取的肢體策略來減輕這種眼睛問題的見解。
組胺是在過敏和炎癥條件下釋放的一種化學物質,是引發瘙癢感的觸發器。與皮膚相關的瘙癢信號通過一種被稱為脊髓胃泌素釋放肽-胃泌素釋放肽受體(GRP-GRPR)通路在神經元中傳遞。現在,研究小組已經揭示了GRP-GRPR通路存在于從眼睛傳遞信號到大腦的神經中,被稱為三叉神經節(TG)神經。因此,該系統是他們研究的主要對象。
研究人員首先研究了用組胺滴劑刺激大鼠的眼睛時的抓撓行為。他們發現,當組胺注入老鼠的左眼或右眼時,它們會用同側的(受損的眼睛)后腳撓癢并安撫那只眼睛。然而,當組胺同時觸發雙眼發癢時,大鼠主要依靠右后腳進行摩擦。當涉及到抓眼睛時,鼠似乎表現出右撇子的偏好。
接下來,重點轉移到生化途徑和GRP-GRPR系統。研究發現,對任何一只眼睛進行組胺干預都會導致該一側腦干中含有grpr的神經元的活動增加。因此,含有grpr的神經元似乎在傳遞眼睛發出的瘙癢信號中發揮了作用。為了進一步證實這一點,研究小組使用一種毒素損傷大鼠腦干右側含有grpr的神經元。當這些大鼠在眼睛里滴入組胺后,抓撓的發生率和持續時間確實減少了。缺乏活躍的GRPR神經元導致他們眼睛發出的瘙癢信號減少。
研究人員表示:“這些發現可能會開辟脊椎動物側性機制的新研究領域,也提供了新的潛在治療方法。”除了揭示動物在使用后肢時的右撇子偏好外,這里使用的眼睛抓痕測試也可以用于在未來的實驗中確定單個嚙齒動物的腳。此外,GRP-GRPR系統在TG神經中的作用可能是治療引起瘙癢的眼部疾病的基礎。
背景
胃泌素釋放肽-胃泌素釋放肽受體(GRP- grpr)通路:GRP是一種神經化學物質,在神經系統傳遞信號中起作用。攜帶GRP的神經的位置不同,信號也不同。攜帶GRP的神經連接到另一組含有grpr的神經——GRP分子傳輸的伙伴。當兩者連接時,大腦中的生化信號就會被觸發。
來自眼睛的三叉神經節(TG)神經元攜帶GRP分子進入大腦的底部。在這部分大腦中,有一個被稱為脊髓三叉神經尾核(Sp5C)的區域被發現富含含有grp的神經末梢。此外,Sp5C的GRPR含量豐富。因此,在這項研究中,研究人員使用一種毒素以Sp5C中的GRPR神經元為目標,觀察該通路在眼睛瘙癢中的作用。
文章標題
Footedness for scratching itchy eyes in rodents
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