Neuron：西湖大学马秋富团队揭示传递内脏疼痛信息的机制
时间：2023-01-03 15:02:42 热度：37.1℃ 作者：网络
内脏疼痛是最常见和最令人讨厌的慢性疼痛形式之一，但对其在脊髓中的传播仍知之甚少。
2022年12月29日，西湖大学马秋富课题组在Neuron 杂志在线发表题为“Spinal VGLUT3 lineage neurons drive visceral mechanical allodynia but not sensitized visceromotor reflexes”的研究论文，这项研究进行局灶性结直肠膨胀(focal colorectal distention，fCRD)来驱动内脏运动反应(visceromotor responses，VMRs)。
该研究发现脊髓VGLUT3神经元介导内脏异常痛，其敲除导致胃肠(gastrointestinal，GI)炎症或脊髓回路去抑制小鼠低强度fCRD引起的厌恶感丧失。重要的是，在炎症和中枢去抑制条件下，这些神经元对于驱动致敏VMRs是可有可无的。在解剖学上，VGLUT3神经元的一个子集投射到臂旁核，其光激活在胃肠道炎症小鼠中充分产生厌恶，而不影响VMRs。总之，这项研究表明存在不同的脊髓基质，传递内脏感觉信息的痛感和情感维度。
来自内脏器官的疼痛是一个普遍的临床问题，但与皮肤疼痛相比，研究不足。在这项研究中，研究人员的目标是识别传递内脏信息的脊髓基质。在过去的十年里，在描述传递或阻断皮肤疼痛的脊髓神经元方面取得了巨大的进展。这些研究揭示了不同的脊髓底物的存在，这些底物驱动对外部威胁的外感受性反射-防御反应，而对产生紧张性情感性疼痛的实际身体损伤的内感受性自我照顾反应。
由于这种电路级别的隔离，在测定一线反射性防御反应时，可能无法检测到皮肤情感性疼痛的丧失。同时，尽管有很大的临床意义和未满足的医疗需求，现代基因和病毒工具很少被用于表征传递内脏感觉信息的脊髓回路，尽管电生理学、分子和行为学研究已经揭示了内脏炎症或应激后脊髓神经元的致敏作用。
1988年，Ness和Gebhart引入了两个实验来研究结直肠膨胀(colorectal distention，CRD)引起的痛觉和厌恶，是人类产生疼痛的刺激。一种是通过腹肌肌电图(electromyographic，EMG)记录腹肌收缩来测量痛觉，称为内脏运动反应(visceromotor responses，VMRs)。另一种是通过逐步回避学习实验来测量厌恶程度。厌恶和痛苦也可以通过两室条件回避实验或刺激后超声发声记录来测量。
虽然厌恶学习和痛苦发声可能更好地反映情感体验，VMRs长期以来一直被用作衡量内脏疼痛的替代试验。然而，VMRs在去脑动物中被保存下来，而在人类中，前扣带皮层(anterior cingulate cortex，ACC)等皮质结构对于情感痛苦和情绪痛苦的体验至关重要。一贯地，大鼠ACC的病变导致情感性炎症性内脏痛的丧失，而不影响致敏的VMRs。相反，一些阻断VMRs的药物不能治疗人类的内脏痛，请注意，前扣带回位于处理情感信息的最后阶段。然而到目前为止，还不清楚是否有不同的脊髓基质驱动情感性疼痛与VMRs。
在这项研究中，研究人员发现脊髓囊泡谷氨酸转运体3 (vesicular glutamate transporter 3，VGLUT3)谱系神经元，以VGLUT3基因的瞬时发育表达为标志，需要驱动低强度局灶性CRD (fCRD)在结肠炎或中枢抑制去抑制小鼠中引起的厌恶。
重要的是，在切除这些神经元的小鼠中，VMRs保持完整。此外，研究人员还确定了脊髓胆囊收缩素(cholecystokinin，CCK)神经元在幼稚条件下驱动VMRs和有害fCRD引起的厌恶。
PB投射的脊髓VGLUT3谱系神经元驱动厌恶（图源自Neuron ）
总的来说，这项研究表明存在不同的脊髓回路驱动致敏VMRs与情绪画的内脏疼痛，在处理皮肤体感信息的不同维度时，类似的回路水平分离。未来的研究将定向于描述传递有害内脏机械信息的CCK谱系神经元的SOM阴性子集。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.12.003
