《Journal of Investigative Dermatology》:Inhibitory regulation of itch and associated negative emotions by ventral hippocampal neurons in rats
编辑推荐:
本研究揭示了腹侧海马(vHPC)神经元在抑制瘙痒感知及其伴随的负性情绪中的关键作用。研究人员通过光纤光度记录、药遗传学操控及神经环路追踪技术,发现激活整体vHPC神经元或特异性vHPC→前边缘皮层(IL)通路可显著抑制瘙痒搔抓行为和条件性位置厌恶(CPA),而激活vHPC→前边缘皮层(PrL)通路则促进搔抓行为但不影响情绪成分。该研究为理解瘙痒-情绪恶性循环的神经机制提供了新视角,为开发针对慢性瘙痒的神经调控疗法提供了理论依据。
你是否曾经历过皮肤瘙痒难忍,越抓越痒,甚至影响情绪的困扰?在病理状态下,严重且慢性的瘙痒搔抓及其相关的负性情绪会形成恶性循环,导致治疗抵抗和生活质量下降。尽管海马体在情绪和疼痛调节中作用明确,但其在瘙痒中的作用尚不清楚。陆军军医大学第一附属医院江北院区皮肤科的研究团队在《Journal of Investigative Dermatology》上发表的研究,首次揭示了腹侧海马(vHPC)神经元在抑制瘙痒及相关负性情绪中的关键作用。
为了探究这一问题,研究人员运用了多项前沿技术。他们通过光纤光度记录技术实时监测vHPC神经元在瘙痒搔抓过程中的钙活动变化;利用药遗传学(DREADDs)方法特异性激活不同神经元群体;采用神经环路追踪技术解析vHPC到前额叶皮层的投射路径;并通过免疫荧光染色鉴定神经元类型。行为学评估包括瘙痒搔抓行为自动记录和条件性位置厌恶(CPA)测试,以同时考察瘙痒的感觉和情绪成分。
研究结果揭示了多个重要发现:
vHPC神经元参与瘙痒处理的抑制性调节
通过c-Fos免疫反应性和光纤光度记录,研究人员发现vHPC神经元在搔抓行为执行时活动降低,而在搔抓停止后活动增加。药遗传学激活整体vHPC神经元可显著抑制5-HT和化合物48/80诱导的搔抓行为。
vHPC→IL和vHPC→PrL投射均参与瘙痒处理
神经环路追踪显示,vHPC向PrL和IL发出密集投射,且向IL的投射密度高于PrL。大多数vHPC→PrL(82.3%)和vHPC→IL(86.5%)投射神经元为CaMKIIα+的锥体神经元。
药遗传学激活vHPC→PrL投射神经元增加瘙痒搔抓行为而不影响情感厌恶
选择性激活vHPC→PrL通路显著增强了搔抓行为,但对瘙痒相关的条件性位置厌恶没有影响,表明该通路在调节瘙痒感觉和情绪成分上具有可分离的作用。
药遗传学激活vHPC→IL投射神经元抑制瘙痒搔抓行为和瘙痒相关厌恶
相反,激活vHPC→IL通路则同时抑制了搔抓行为和条件性位置厌恶,表明该通路在抑制性调节瘙痒的双重维度中发挥关键作用。
vHPC输入靶向PrL和IL中的CaMKIIα+和GABA+神经元
通过跨突触追踪技术,研究发现vHPC向PrL和IL的锥体神经元(CaMKIIα+)和GABA能神经元(GABA+)均提供输入,在PrL中分别为40.8%和45.7%,在IL中分别为50.6%和41.2%。
研究结论与讨论部分强调,该研究首次证实了vHPC通过不同的投射通路对瘙痒及其情感成分进行差异性调节。整体vHPC神经元或特异性vHPC→IL通路的激活可抑制瘙痒搔抓行为及其相关的负性情绪,而vHPC→PrL通路则促进搔抓行为但不影响情绪成分。这种功能分离可能与vHPC中不同投射目标锥体神经元的空间分布差异有关,且IL和PrL在调节瘙痒中的相反作用已得到先前研究的支持。
该研究的重要意义在于揭示了海马体在瘙痒调节中的新作用,为理解瘙痒-情绪恶性循环的神经机制提供了重要见解。针对海马体活动的精准调控,如经颅磁刺激等技术,有望成为同时缓解瘙痒感觉和情感维度的治疗新策略。由于vHPC内神经元类型和投射模式的复杂性,未来研究有必要进一步探索vHPC向其他脑区的投射是否也参与瘙痒搔抓及其伴随负性情绪的抑制性调节。