▎学术经纬/报导
顶尖学术期刊《科学》的最新一期上,瑞典卡罗琳斯卡医学院(Karolinska Institutet )研讨人员宣布的一篇论文,改写了咱们对痛觉感知的知道。由国际闻名神经科学家Patrik Ernfors教授领衔的研讨团队,在皮肤中发现了“一种曩昔不知道的感觉器官”。
痛苦是咱们很熟悉的一种感觉。尽管痛苦让人不爽,但敏锐地感知痛苦有助于生计。被热水烫了,被针尖戳了,被人打脸了,各种损伤性影响让咱们感觉痛,然后马上做出反响避免持续遭受更大的损伤。
就像电缆有绝缘层维护,担任传送痛觉信号的神经纤维外面被一类叫作Schwann细胞的胶质细胞包绕,它们会构成具有维护和支撑效果的结构。但是在神经纤维的结尾,也便是伸入皮肤的神经末梢,长久以来人们认为那是没有胶质细胞包裹的“暴露”结构,能够被损伤性影响直接激活。
Schwann细胞(蓝色)以两种方式缠绕在不同粗细的神经轴突外围(图片来历:参考资料[3])
“在痛苦范畴,咱们一直把担任痛觉感知的神经末梢叫成‘游离’神经末梢。” Ernfors教授说。但是没想到,“它们其实并不游离。”
在这项研讨中,科学家们发现,皮肤的外层(表皮层)底下,有一类特别的Schwann细胞,外形好像八爪鱼,延展出长长的突起。它们会包绕在伸入表皮层的痛觉神经末梢,一起构成一片网状结构。
皮肤内的Schwann细胞与神经元纤维一起组成了网状结构(图片来历:参考资料[2])
不过,新发现的这类胶质细胞还不只仅把神经细胞裹住,当研讨人员利用光遗传学办法研讨了它们的功用,得到的成果更是出其不意!
(光遗传学相关阅览:4位光遗传学前驱荣获2019年沃伦·阿尔铂特奖)
具体来说,研讨人员给小鼠做了基因改造,使它们足部皮肤中的Schwann细胞能够发作一种对光灵敏的蛋白质。用特定的光照耀足部时,这些蛋白质将发作改动,让细胞遭到影响。
成果,当试验中翻开光照,小鼠们很快就把脚缩了起来。不只如此,它们还做出猛舔脚爪和维护脚爪等动作,体现就跟感觉到痛苦时相同。
跟着光照时刻加长,研讨人员发现Schwann细胞邻近活泼起来的神经细胞也变多了,阐明Schwann细胞遭到影响后,会经过痛觉神经向大脑发送信号。
激活皮肤内的Schwann细胞后,小鼠缩脚反响和其他痛苦反响显着增强(图片来历:参考资料[1])
考虑到痛苦有不同的类型,为了进一步探究小鼠皮肤内的Schwann细胞会被什么样的影响激活,研讨人员又规划了一组奇妙的试验。他们让小鼠的脚感触针刺、灼热和严寒三种不同的痛。
当用弱小的光照细微激活Schwann细胞后,小鼠体现得愈加痛苦了。而在按捺Schwann细胞让它们失掉活性后,温度影响引起的反响没有改变,但针刺形成的痛苦反响显着变轻。这阐明,特别的Schwann细胞对感知“机械影响”这类损伤性感触非常重要。
归纳这些发现,研讨人员提出,特别的皮肤Schwann细胞和它们包裹的神经构成了一个网络,组成了一种新的双细胞痛觉感知器官。
领导该研讨的Patrik Ernfors教授(图片来历:Karolinska Institutet)
这项重磅研讨招引了广泛的重视。有专家评论说,假如后续研讨证明,痛觉神经末梢其实并不总是被引起痛苦的影响直接激活,而是会遭到相伴的Schwann细胞驱动,这篇论文将推翻痛觉感知的范式。
《科学》杂志的专文评述还指出,这项作业不只改动了人们长久以来的观念,从应用上为开发“止痛药供给了新的潜在靶细胞”。
参考资料:
[1] Hind Adbo et al., (2019) Specialized cutaneous Schwann cells initiate pain sensation. Science. Doi: 1126/science.aax6452
[2] Ryan A. Doan, Kelly R. (2019) MonkGlia in the skin activate pain responses. Science. Doi: 10.1126/science.aay6144
[3] Harty, B. L., & Monk, K. R. (2017). Unwrapping the unappreciated: recent progress in Remak Schwann cell biology. Current Opinion in Neurobiology. Doi: 10.1016/j.conb.2017.10.003
[4] New pain organ discovered in the skin Retrieved Aug. 20, 2019, from https://news.ki.se/new-pain-organ-discovered-in-the-skin?_ga=2.55811566.451717789.1566295607-68722053.1566185277
[5] Scientists discover new pain-sensing organ. Retrieved Aug. 20, 2019, from https:///science/2019/aug/15/scientists-discover-new-pain-sensing-organ