在侧脊髓核中，Tac1阳性神经元中的Phox2a因子介导了与组胺无关的急性瘙痒反应

《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Phox2a in Lateral Spinal Nucleus Tac1-Positive Neurons Mediates Histamine-Independent Acute Itch

瘙痒（pruritus）是一种由组胺依赖性和非依赖性通路引发的复杂感觉，其病理机制尚不明确。本研究通过化学遗传学方法，结合电生理和免疫组化技术，揭示了外侧脊髓核（LSN）中Phox2a在非组胺依赖性瘙痒中的作用。实验发现，氯喹（CQ）诱导的瘙痒会显著降低LSN Tac1阳性神经元中Phox2a的表达水平，且化学抑制或过表达Phox2a均可调节CQ诱导的抓挠行为。电生理记录显示，Phox2a过表达通过抑制突触后神经元的兴奋性（减少突触前电位电流幅值和频率）来缓解瘙痒反应，而组胺（His）诱导的瘙痒未受影响。该研究首次阐明Phox2a通过调控突触可塑性介导CQ诱导的瘙痒信号传导，为开发特异性抗瘙痒药物提供了新靶点。

　　这项研究探讨了与瘙痒（pruritus）发生机制相关的神经元活动，特别是针对一种不依赖组胺（histamine）的急性瘙痒类型。研究人员聚焦于脊髓背角（spinal dorsal horn, SDH）外侧脊髓核（lateral spinal nucleus, LSN）中表达tachykinin 1（Tac1）的神经元，并进一步研究了这些神经元中一种名为Phox2a的转录因子在瘙痒调节中的作用。Phox2a是一种重要的转录因子，其在神经元中的表达已被发现与多种神经功能相关，例如痛觉和痒觉信号的传递。通过一系列实验方法，包括化学遗传学调控、全细胞膜片钳记录、免疫组化、荧光原位杂交（FISH）和行为学测试，研究者试图揭示Phox2a在LSN中对瘙痒信号传递的具体机制，以及它在治疗不依赖组胺的急性瘙痒方面的潜在应用。

研究中使用的动物模型主要为C57BL/6J小鼠，这些小鼠被注射不同类型的刺激剂，如氯喹（chloroquine, CQ）和组胺（histamine, His），以诱导不同的瘙痒反应。研究发现，CQ诱导的瘙痒行为比His或生理盐水对照组更强烈，这表明LSN中的神经元在不同类型的瘙痒刺激下表现出不同的活动模式。通过化学遗传学方法，研究人员可以特异性地激活或抑制LSN中的神经元，从而观察这些神经元对瘙痒行为的影响。结果显示，激活这些神经元会显著增加瘙痒引发的抓挠行为，而抑制它们则会减少这种行为。这说明LSN神经元在瘙痒的信号处理中起着关键作用。

进一步的研究聚焦于LSN中表达Tac1的神经元。研究者发现，这些神经元在CQ诱导的瘙痒中表现出更高的激活水平，而His诱导的瘙痒则对它们的影响较小。此外，通过免疫组化和FISH实验，研究人员确认了这些神经元中Phox2a的表达情况，并发现Phox2a在CQ诱导的瘙痒模型中被显著下调，而在His诱导的模型中没有明显变化。这提示Phox2a可能在不依赖组胺的瘙痒机制中扮演着重要角色。为了验证这一假设，研究者对LSN中的Tac1阳性神经元进行了Phox2a的过表达实验，发现这种过表达显著降低了CQ引发的抓挠行为，而对His引发的瘙痒行为没有影响。这表明Phox2a在不依赖组胺的瘙痒信号处理中具有特定的调节作用。

研究还涉及了LSN神经元的电生理特性。通过全细胞膜片钳记录，研究人员发现，CQ和His对LSN神经元的兴奋性产生了不同的影响。CQ增加了自发性兴奋性突触后电流（sEPSCs）的幅度，而His则增加了神经元的内在兴奋性，如降低了阈值电流（rheobase）并使静息膜电位（RMP）略微去极化。这些发现表明，不依赖组胺的瘙痒可能通过增强突触后神经元的兴奋性来引发更强的抓挠行为，而组胺依赖的瘙痒则可能更多地依赖于神经元本身的内在特性。

此外，研究者还探讨了Phox2a在LSN神经元中的作用机制。他们发现，Phox2a的过表达可以减少sEPSCs的幅度，但不会影响其频率，这表明Phox2a可能通过调控突触传递的强度来影响瘙痒行为。同时，Phox2a的表达水平与瘙痒的严重程度存在一定的关联，其在CQ诱导的瘙痒中显著下降，而在His诱导的瘙痒中保持稳定。这提示Phox2a可能在不依赖组胺的瘙痒过程中起到抑制作用，而其表达的减少可能导致瘙痒行为的加剧。

研究还涉及了行为学测试，如开放场测试（open field test, OFT）和高架迷宫测试（elevated plus maze, EPM），以评估LSN神经元调控对动物整体行为的影响。结果显示，尽管Phox2a的调控显著影响了瘙痒行为，但对动物的运动能力或焦虑样行为没有明显影响。这表明Phox2a在瘙痒调控中具有高度的特异性，其作用主要集中在瘙痒信号的传递而非其他行为表现。

总体而言，这项研究揭示了LSN中表达Tac1的神经元在不依赖组胺的急性瘙痒中的重要作用，并进一步明确了Phox2a作为关键调节因子的潜力。研究发现，Phox2a的表达水平与瘙痒行为之间存在负相关，即其表达水平降低时，瘙痒行为增强；而过表达Phox2a则能有效减轻瘙痒反应。这为开发针对不依赖组胺瘙痒的新治疗策略提供了理论依据，尤其是在脊髓层面的抗瘙痒药物研发方面。

Phox2a在神经元中的作用可能涉及多个层面，包括调控突触可塑性、改变神经元的兴奋性或影响信号传递的效率。例如，Phox2a的过表达可能通过抑制突触后神经元的兴奋性来减少瘙痒行为，而其表达的下调则可能增强突触后反应，从而加剧瘙痒。此外，研究还表明，Phox2a的表达水平与神经元的兴奋性密切相关，可能通过影响离子通道的活性或表达水平来调节神经元的兴奋性。

研究还探讨了Phox2a的表达机制。已有研究表明，cAMP和BMP信号通路的协同作用能够诱导Phox2a的表达，而cAMP反应元件结合蛋白（CREB）的直接结合可能是这一过程的关键环节。基于这些发现，研究者提出了一个可能的治疗策略：利用能够增强cAMP水平或BMP信号的小分子药物，如磷酸二酯酶抑制剂或BMP通路激活剂，来提高LSN中Tac1阳性神经元的Phox2a表达水平，从而缓解不依赖组胺的瘙痒行为。这种方法可能为现有的药物提供新的应用方向，或为开发新的抗瘙痒药物奠定基础。

这项研究的发现不仅加深了我们对不依赖组胺瘙痒机制的理解，也为未来的瘙痒治疗提供了新的思路。Phox2a在LSN神经元中的表达水平可能成为一种潜在的生物标志物，帮助区分不同类型的瘙痒，并指导个性化治疗方案的制定。此外，研究还强调了脊髓在瘙痒信号处理中的关键作用，以及特定神经元群体在其中的调控功能。这些发现对于理解瘙痒的神经机制、开发新的治疗方法具有重要意义。

综上所述，研究者通过多种实验手段，系统地揭示了Phox2a在LSN中对不依赖组胺的急性瘙痒的调节作用。Phox2a的表达水平与瘙痒行为呈负相关，其在CQ诱导的瘙痒模型中显著下调，而在His诱导的模型中保持稳定。这表明Phox2a可能在不依赖组胺的瘙痒中起着关键的抑制作用。此外，Phox2a的过表达能够有效减轻瘙痒行为，这为未来开发基于Phox2a的抗瘙痒药物提供了新的研究方向。这些结果不仅有助于理解瘙痒的神经机制，也为临床治疗提供了新的可能。