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反射弧的组成_反射弧的基本结构和功能单位 |环球今热点

互联网 | 2023-05-25 09:48:26

最近这段时间总有小伙伴问小编反射弧的组成_反射弧的基本结构和功能单位 是什么,小编为此在网上搜寻了一些有关于反射弧的组成_反射弧的基本结构和功能单位 的知识送给大家,希望能解答各位小伙伴的疑惑。

反射弧的组成(反射弧的基本结构和功能单位)

本文来自“复旦大学脑科学转化研究所”,已获授权转载。


(资料图片仅供参考)

稿件|孙强仁

插图和排版|吕莹盈

背痛,一些干扰素?

接到BOSS的feed任务后,作者陷入了沉思,绞尽脑汁也想不出好主意。于是乎,我决定听歌放松一下,来个头脑风暴。

戴上耳机,打开播放器,悠扬的旋律响起,让人闭上眼睛开始睡觉。嗯,睡觉?醒醒吧,说好的头脑风暴呢?嘿,没关系,我们在床上谈吧。

就在笔者昏昏欲睡的时候,一个沧桑而高亢的男声在他耳边炸开:我好疼……哦哦哦哦……瞬间将我的意识拉回电脑屏幕。此时,屏幕上显示的是之前的文章《大脑耶:外周嗅觉编码中受体的广泛调制》。此情此景,笔者灵机一动,不禁感慨自己真是一个普通的小天才。既然上一期关注的是嗅觉的调制,为什么这次不写一下疼痛的感受和调节呢?

我们就这么做吧。先简单介绍一下痛觉的相关知识。

传入疼痛通路

众所周知,经典反射弧由感受器、传入神经、中枢神经、传出神经和效应器组成,疼痛也是如此。其中,体内感受疼痛的神经元属于伤害感受器,主要位于背根神经节(DRG)和三叉神经节(TG)。它们的外周神经末梢广泛分布于全身,包括皮肤、骨膜、血管壁、关节、内脏等结构。根据解剖结构和功能,疼痛相关神经纤维可分为Aδ纤维和C纤维两类,其中Aδ纤维包裹在髓鞘内,受 *** 时产生之一痛诱发电位。其疼痛的特点是感觉清晰、尖锐、部位明确、发生迅速、消失迅速。而C纤维未被髓鞘包裹,产生第二痛诱发电位,表现为痛觉形成相对较慢,位置不清,为灼痛,持续时间较长(图1)。两根纤维传导的电信号会传入脊髓或三叉神经核,再向上传到丘脑,最后投射到大脑皮层的感觉区,形成痛觉。伤害感受器作为痛觉的初级神经元,负责将各种 *** 信号转化为电信号,是痛觉的起点,也是今天的主角。

图1:Aδ纤维和C纤维及其疼痛特征

2021年1月,杜克大学纪汝荣实验室在《自然》杂志上发表了题为《螫刺通过感觉神经元的I型干扰信号控制伤害性感受》的研究文章,发现螫刺可以通过外周感觉神经元的I型干扰素信号通路感知和调节疼痛。STING是细胞内固有的免疫调节剂,在内源性和外源性DNA感知途径中起关键作用。

首先,作者提出许多炎症和免疫反应都伴随着慢性疼痛。STING作为先天免疫的调节剂,在伤害感受器中有较高的mRNA表达,那么STING是否直接参与痛觉的调节?

图2: Sting mRNA在DRG感觉神经元中高表达

因此,作者将螫 *** 动剂直接注射到小鼠脊柱内,发现激活螫刺可以提高小鼠的痛觉阈值。这种抑制痛觉的现象不仅存在于生理条件下,也存在于许多病理条件下,包括骨肿瘤引起的疼痛和神经性疼痛。与阿片类药物、非甾体抗炎药或局麻药等传统镇痛药物相比,刺痛激动剂的镇痛作用更持久,且无明显副作用。

图3:在a)正常小鼠和b)骨肿瘤疼痛小鼠模型中,椎管内注射两种STING激动剂可以长时间缓解疼痛。

接下来,作者分析了螫刺的镇痛机制。STING在细胞中最重要的功能是启动I型干扰素IFN-α和IFN-β的表达。作者发现,注射激动剂的小鼠血清和DRG中的IFN-α水平明显升高,但在刺缺乏小鼠中没有类似现象。此外,背根神经节中几乎所有的感觉神经元都表达IFN-ⅰ受体Ifnar1。(图4)

图4: a) Sting激动剂DMXAA和ADU-S100增加DRG的IFN-α水平;B) IFN-Is受体Ifnar1在感觉神经元中表达

随后,作者探索了ⅰ型干扰素对痛觉的调节。作者发现IFN-Is可以直接削弱伤害感受器的Na+动作电位和钙电流来抑制神经元的兴奋性,最终达到镇痛作用。(图5)

图5: IFN-I抑制小鼠DRG神经元的动作电位(a)和钙电流(b)的释放。不管黑猫白猫,能抓老鼠就是好猫。所以评价一项研究最有效的方法自然是它的转化价值。

那么,这项研究的转化价值是什么?因此,作者对非人灵长类猕猴进行了研究,发现STING的激动剂ADU-S100对猕猴也有镇痛作用,且所需剂量远低于小鼠。另外,作者直接用I型干扰素作用于恒河猴的痛觉感受器,也能达到镇痛的效果。最后,作者用体外培养的人背根神经元检测了ⅰ型干扰素的作用,结果与动物模型一致。(图6)

图6: a)脊椎内注射ADU-S100显著增加了恒河猴的痛阈;B) IFN-I抑制恒河猴背根神经元的动作电位;c)IFN-1诱导人背根神经元膜电位的超极化。

看样子这是一只好猫。

综上所述,本研究揭示了STING/IFN-I信号通路在伤害性感受器中的镇痛作用,及其对伤害性神经元信号的调节机制。这也让笔者脑洞大开,且不论目前肿瘤免疫治疗领域对STING激动剂的研究热潮如何,干扰素作为一种内源性信号分子,已经在临床上用于多种疾病的治疗,其安全性有很好的保障。那么,这是否意味着干扰素可以作为一种止痛剂用于慢性疼痛的治疗,尤其是肿瘤放化疗和病毒感染引起的疼痛,干扰素可以一举两得。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-03151-1

参考

[1] Julius,D. & Ba *** aum,A. I .伤害感受的分子机制。自然413,203–210(2001)。

[2] Donnelly,C. R .,Chen,O. & Ji,R. R .感觉神经元如何感知危险信号?趋势神经科学。43, 822–838 (2020).

[3] Woo,S. R .等. STING依赖的胞质DNA传感介导免疫原性肿瘤的先天免疫识别。免疫力41,830–842(2014年)。

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