2022年7月29日陆军军医大学基础医学院李红丽、隋建峰、吴广延团队在《Science Advances》(IF=14.957)在线发表题为“Itch-specific neurons in the ventrolateral orbital cortex selectively modulate the itch processing”的研究,揭示了眶额叶皮层(VLO)内存在选择性调控瘙痒的特异性神经元。

结果

通过Tet-Off技术选择性标记瘙痒神经元
VLO不同的神经元群体在参与瘙痒和痛觉调制中是否发挥不同的作用呢?为解答这一问题,研究者引入c-Fos的标记体系和Tet-Off系统,以探究VLO中是否存在特异性参与瘙痒调制的神经元。作者将rAAV2/9-c-Fos-tTA 和rAAV2/9-TRE-tight-mCherry混合注射VLO,在此系统中,mCherry的表达需要tTA和TRE启动子结合,给予动物强力霉素(Dox)后,tTA和Dox结合的复合体不能和TRE结合,mCherry不表达,因此,只有在停止给予Dox后,被激活的VLO神经元表达mCherry。

VLO中不同神经元分别调控瘙痒与疼痛行为

进一步,研究者通过光遗传学技术和化学遗传学技术调控这两类神经元分析对动物瘙痒/疼痛行为的影响。化学遗传学抑制瘙痒神经元时,可显著降低动物搔抓行为,但不影响疼痛行为。

同时,光遗传直接激活瘙痒神经元时,仅增强动物的瘙痒行为而不改变疼痛行为。这一结果也在调控疼痛神经元上被发现。这些行为实验结果,揭示了瘙痒与疼痛在VLO脑区可能是被两群不同的神经元分别调控。

VLO脑区痛/痒特异性神经元不共标
最后,研究人员通过Tet-Off技术结合c-Fos免疫荧光染色,在相同动物上实现区别标记瘙痒神经元与疼痛神经元,证实VLO脑区瘙痒神经元与疼痛神经元在空间位置上不共标,动物的瘙痒与疼痛由VLO脑区两群不同的神经元分别调控。

总结
该研究通过c-Fos标记技术、Tet-Off技术与钙成像、光遗传学、化学遗传学结合,在大脑层面研究了眶额叶皮层中两群不同的神经元区别调控瘙痒与疼痛行为。尽管不论是外周层面还是大脑层面瘙痒与疼痛之间的神经调控机制远未完全清楚,但通过Tet-Off标记方法仍然为今后比较研究两群功能相近的神经元提供了可行之路。

陆军军医大学江山、王屹松为该论文的共同第一作者;陆军军医大学李红丽教授、隋建峰教授、吴广延博士为该论文的共同通讯作者。
借助即刻早基因c-Fos标记技术和Tet系统,可以实现标记活动相关细胞集群,并对这群细胞进行特定时间的基因调控或生理操作。这套巧妙的设计为活动相关细胞集群的研究提供了思路,也被多个领域科学家广泛应用。银河集团官网
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