陳惠敏 余守洋 楊文 沈偉 王海英
1遵義醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院麻醉科(貴州遵義563000);2貴州省普通高等學(xué)校腦科學(xué)特色重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(貴州遵義563000);3上??萍即髮W(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院(上海201210)
臂旁核(parabrachial nucleus,PBN)位于腦橋背外側(cè),主要分為三個(gè)亞核,包括內(nèi)側(cè)臂旁核(medial parabrachial nucleus,MPB)、外側(cè)臂旁核(lateral parabrachial nucleus,LPB)和K?lliker?Fuse(KF)核[1](圖1)。臂旁核作為傳遞各種感覺(jué)信息的中繼站,與腦內(nèi)多個(gè)核團(tuán)存在緊密的神經(jīng)纖維連接(圖2)。臂旁核的傳入纖維主要來(lái)自下丘腦、杏仁核、孤束核頭端的味覺(jué)感覺(jué)區(qū)和尾端的內(nèi)臟感覺(jué)區(qū),部分來(lái)自皮層和極后區(qū)。臂旁核發(fā)出的纖維投射相當(dāng)廣泛。MPB 主要向皮質(zhì)、丘腦和杏仁核發(fā)出纖維投射;LPB 主要向與參與調(diào)節(jié)自主神經(jīng)系統(tǒng)功能相關(guān)的腦區(qū)發(fā)出纖維投射,如下丘腦視前區(qū)(hypothalamic preoptic area,POA)、室旁核、中央杏仁核、終紋床核等;KF 核是發(fā)出下行投射的主要部位,主要投射至延髓,如孤束核、延髓腹外側(cè)核和脊髓中間外側(cè)核,部分投射至副交感神經(jīng)。臂旁核內(nèi)大部分神經(jīng)元為谷氨酸能,少部分是γ?氨基丁酸(γ?aminobutyric acid,GABA)能。然而神經(jīng)元類型具有高度多樣性,數(shù)十種神經(jīng)肽與這兩大類神經(jīng)元共表達(dá),其中包括降鈣素基因相關(guān)肽(calcitonin gene?related peptide,CGRP)、強(qiáng)啡肽原(prodynorphin,Pdyn)、腦啡肽原(proenke?phalin,Penk)、促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素(corti?cotropin releasing hormone,CRH)、垂體腺苷酸環(huán)化酶激活肽(pituitary adenylate cyclase?activating peptide,PACAP)、神經(jīng)降壓素(neurotensin,NTS)、P 物質(zhì)(substance P,SP)、膽囊收縮素(cholecysto?kinin,CCK)等。本篇綜述以神經(jīng)元高表達(dá)的神經(jīng)肽基因?yàn)榉中筒呗?,總結(jié)不同亞型神經(jīng)元參與調(diào)控的生理過(guò)程,并以功能為線索,對(duì)臂旁核亞核間的功能整合和不同亞型神經(jīng)元的共性提出猜想,以期精準(zhǔn)識(shí)別調(diào)控特定生理過(guò)程的神經(jīng)元,從而為神經(jīng)調(diào)控失衡相關(guān)疾病的預(yù)防和治療提供基礎(chǔ)。
圖1 臂旁核主要亞核示意圖Fig.1 A schematic of major subnuclei within the PBN
圖2 臂旁核部分重要的神經(jīng)纖維投射Fig.2 Some important hardwired circuits of the PBN
1.1 能量代謝臂旁核中表達(dá)CGRP、Pdyn、CCK、NTS 的神經(jīng)元參與調(diào)節(jié)攝食平衡。小鼠進(jìn)食期,LPB 內(nèi)超過(guò)50% CGRP 陽(yáng)性神經(jīng)元表達(dá)即刻早期基因fos,激活LPBCGRP神經(jīng)元致小鼠食欲不振[2],提示LPBCGRP神經(jīng)元參與傳遞進(jìn)食期的飽腹感信號(hào)并抑制攝食。其神經(jīng)環(huán)路機(jī)制可能是促進(jìn)進(jìn)食的下丘腦刺鼠相關(guān)蛋白(agouti?related peptide,AgRP)神經(jīng)元對(duì)LPBCGRP神經(jīng)元的抑制性投射在飽腹時(shí)發(fā)生去抑制,LPBCGRP神經(jīng)元活性增加,終止進(jìn)食。其分子機(jī)制可能是LPBCGRP神經(jīng)元細(xì)胞膜上GDNF 家族α 樣受體(GDNF?family receptor α?like,GFRAL)識(shí)別生長(zhǎng)分化因子?15,減緩胃排空以減少食物攝入[3]。背外側(cè)和內(nèi)側(cè)臂旁核接受終紋床核GABA能和谷氨酸能神經(jīng)元的神經(jīng)纖維投射[4]也可影響進(jìn)食,而這些亞區(qū)CGRP 表達(dá)量極低,提示CGRP陽(yáng)性神經(jīng)元不是唯一參與調(diào)控進(jìn)食量的亞型。實(shí)際上,激活背外側(cè)PBNPdyn神經(jīng)元可限制進(jìn)食,其通過(guò)監(jiān)測(cè)攝入液體或固體后產(chǎn)生的機(jī)械感覺(jué)信號(hào),維持發(fā)放飽腹信號(hào)以防止機(jī)體過(guò)量攝食[5]。CCK是調(diào)節(jié)食欲和飽腹感的關(guān)鍵分子,激活PBNCCK神經(jīng)元可限制胰島素濃度升高,維持高濃度血糖水平,從而抑制食物攝入。
攝食行為除受飽腹和饑餓信號(hào)的調(diào)控,還受光照周期的影響。西伯利亞倉(cāng)鼠通過(guò)整合來(lái)自胃腸道的短期飽腹感信號(hào)與包括可用能量?jī)?chǔ)備狀態(tài)和現(xiàn)行光照周期在內(nèi)的長(zhǎng)期信號(hào),以保持?jǐn)z食平衡。短時(shí)間(8 h)光照的倉(cāng)鼠進(jìn)食量減少,且臂旁核內(nèi)的NTS 表達(dá)量增加[6],提示PBNNTS神經(jīng)元參與調(diào)控受光照周期影響的飽腹感信號(hào)傳遞過(guò)程。上述神經(jīng)元被激活后均抑制進(jìn)食,然而其解剖分布及作用機(jī)制有所不同,提示它們?yōu)椴煌窠?jīng)元群,彼此是否存在交互影響以調(diào)控進(jìn)食仍是謎題。攝食失衡常導(dǎo)致超重、甚至肥胖,目前臨床上應(yīng)用GFRAL 作為靶標(biāo)分子而設(shè)計(jì)的減重藥,會(huì)伴發(fā)惡心和嘔吐反應(yīng)[7],使其應(yīng)用受限。因此,為高效且無(wú)副作用治療攝食失衡需針對(duì)更特異神經(jīng)元上的分子靶點(diǎn)進(jìn)行藥物研發(fā),臂旁核作為復(fù)雜的調(diào)控節(jié)點(diǎn),具有積極的研究意義。
1.2 體溫臂旁核內(nèi)Pdyn、Penk、CCK 陽(yáng)性神經(jīng)元參與維持體溫相對(duì)恒定。環(huán)境溫度升高時(shí),投射至體溫調(diào)節(jié)中樞POA 的PBNPdyn神經(jīng)元活性增加[8-9],產(chǎn)生抑制棕色脂肪組織(brown adipocytes tissue,BAT)產(chǎn)熱的效應(yīng),從而限制體溫升高。肥胖患者常表現(xiàn)出低代謝水平及弱產(chǎn)熱能力[10],這些變化可能與PBNPdyn神經(jīng)元活性增加相關(guān)。大鼠因長(zhǎng)期攝入高脂食物而肥胖后,其BAT 產(chǎn)熱能力受損,可能機(jī)制為高脂食物代謝物之一充當(dāng)瞬時(shí)受體電位香草酸亞型1(transient receptor potential vanilloid 1,TRPV1)的配體。孤束核上TRPV1 活化后,興奮性信號(hào)傳至背側(cè)PBNPdyn神經(jīng)元,促使其釋放強(qiáng)啡肽并作用于正中視前核,抑制BAT 產(chǎn)熱能力[11],從而降低體溫。筆者團(tuán)隊(duì)研究代謝與體溫間的關(guān)系時(shí)發(fā)現(xiàn),抑制LPBPdyn神經(jīng)元活性可促進(jìn)BAT 產(chǎn)熱并抵抗高脂飲食所引發(fā)的肥胖[8],提示高脂飲食所致的肥胖可能受到PBNPdyn神經(jīng)元的影響,即激活導(dǎo)致肥胖,抑制抵抗肥胖。有趣的是,PBNPdyn神經(jīng)元被激活可抑制進(jìn)食從而減重,提示非同群PBNPdyn神經(jīng)元調(diào)控能量攝入及代謝。這為探尋特異調(diào)控能量平衡的神經(jīng)元類型以治療能量代謝紊亂提供新的研究方向。
PBNPenk神經(jīng)元參與調(diào)控散熱過(guò)程。臂旁核內(nèi)熱響應(yīng)的神經(jīng)元高表達(dá)Penk[9],且與投射至POA并參與促進(jìn)機(jī)體散熱的谷氨酸能神經(jīng)元存在共標(biāo),提示Penk參與調(diào)控散熱過(guò)程。PBNCCK神經(jīng)元也參與體溫調(diào)節(jié)。激活LPBCCK神經(jīng)元與POA 間的神經(jīng)環(huán)路,促進(jìn)尾部血管舒張,降低體溫[8]。臨床上常見(jiàn)因溫度調(diào)節(jié)紊亂引起的各類疾病,如中暑、炎癥性發(fā)熱等,而目前的治療方案存在不足。靶向COX 酶可有效退熱,但有多種副作用,如消化性潰瘍及增加中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)等。目前中暑仍依賴物理性降溫,病人常因降溫不及時(shí)而死亡,因此亟待研發(fā)高效的治療手段。確定臂旁核內(nèi)參與調(diào)節(jié)體溫與能耗的關(guān)鍵分子及環(huán)路節(jié)點(diǎn),可為治療體溫及能量代謝調(diào)節(jié)異常的相關(guān)疾病提供方向。
1.3 滲透壓PBNCRH神經(jīng)元參與調(diào)節(jié)水?鹽平衡。CRH 神經(jīng)元是調(diào)節(jié)水和鹽攝入量的關(guān)鍵成員。LPBCRH神經(jīng)元與調(diào)節(jié)水鈉平衡的關(guān)鍵核團(tuán)——孤束核和極后區(qū),存在緊密的解剖聯(lián)系。外側(cè)下丘腦CRH 神經(jīng)元對(duì)LPB 發(fā)出下行纖維投射,細(xì)胞發(fā)生脫水時(shí)[12],LPB 中CRH 表達(dá)量增加,從而激活垂體?腎上腺皮質(zhì)系統(tǒng),發(fā)揮保水排鈉作用,提示該神經(jīng)元可能是治療水鹽代謝紊亂的關(guān)鍵靶點(diǎn)。
2.1 痛覺(jué)及其伴發(fā)的多種感覺(jué)組織損傷多伴發(fā)疼痛及自主神經(jīng)系統(tǒng)功能改變,這些過(guò)程受到臂旁核內(nèi)表達(dá)Penk、CRH、SP、PACAP 神經(jīng)元的調(diào)控。針刺鎮(zhèn)痛時(shí),臂旁核內(nèi)Penk 表達(dá)量明顯增多,提示其參與痛覺(jué)信息處理。PBNPenk神經(jīng)元可將傷害性感覺(jué)信息傳入丘腦板內(nèi)核和中線核[13],影響自主神經(jīng)系統(tǒng)功能,如呼吸及惡心感。PBNCRH神經(jīng)元也參與痛覺(jué)信息傳遞。機(jī)體發(fā)生神經(jīng)病理性疼痛時(shí),PBNCRH神經(jīng)元與杏仁核特定亞區(qū)的興奮性聯(lián)系被切斷,提示PBNCRH神經(jīng)元參與調(diào)節(jié)疼痛反應(yīng)。機(jī)體發(fā)生炎癥性疼痛時(shí),臂旁核中Fos 蛋白的表達(dá)量顯著增加且與CRH陽(yáng)性神經(jīng)元存在重疊,提示PBNCRH神經(jīng)元參與調(diào)節(jié)炎癥免疫反應(yīng)。抑制炎性通路可改善疼痛水平[14],提示參與調(diào)控這兩個(gè)過(guò)程的CRH 神經(jīng)元可能為同一群神經(jīng)元,可并行處理炎癥信息與疼痛感覺(jué)信息。疼痛反應(yīng)還受到SP 的調(diào)控。臂旁核中SP 由tac1 基因編碼,參與調(diào)節(jié)疼痛反應(yīng)。熱刺激致痛時(shí),LPBSP神經(jīng)元被激活并興奮延髓網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)SP 陽(yáng)性神經(jīng)元,縮短對(duì)熱刺激做出反應(yīng)的時(shí)間[15]。多系統(tǒng)萎縮(multiple system atrophy,MSA)是影響自主神經(jīng)功能的神經(jīng)退行性疾病,MSA 患者臂旁核內(nèi)SP 表達(dá)量顯著減少,提示PBNSP神經(jīng)元參與自主神經(jīng)功能改變的過(guò)程。臂旁核在痛覺(jué)調(diào)控中承擔(dān)復(fù)雜的角色,提示其可能是疼痛治療的位點(diǎn),明確其作用機(jī)制具有積極的臨床意義。
疼痛常伴食欲不振,內(nèi)臟痛所致的惡心感可通過(guò)迷走神經(jīng)上行至極外側(cè)PBNCGRP神經(jīng)元并限制進(jìn)食[16]。臨床療效證實(shí)臂旁核是傳遞多種感覺(jué)信息的節(jié)點(diǎn),針對(duì)其調(diào)控不同生理過(guò)程的神經(jīng)元共性而設(shè)計(jì)靶向藥,可簡(jiǎn)化藥物使用而達(dá)到多種療效。CGRP 靶向藥便是當(dāng)前治療偏頭痛的最佳手段[17],并緩解其伴隨的食欲不振。疼痛還伴發(fā)不愉快的情緒體驗(yàn),包括抑郁癥、焦慮癥及創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙。PACAP 是調(diào)節(jié)慢性疼痛相關(guān)情緒反應(yīng)的關(guān)鍵成分。持續(xù)性疼痛時(shí),LPBPACAP神經(jīng)元將疼痛感覺(jué)信號(hào)傳至參與調(diào)節(jié)情緒的杏仁核,并增加杏仁核PACAP 的表達(dá)量,誘發(fā)機(jī)體出現(xiàn)焦慮樣行為。與此同時(shí),杏仁核對(duì)臂旁核的抑制性纖維投射發(fā)生去抑制[18],換言之,疼痛誘發(fā)焦慮,而焦慮會(huì)加劇疼痛。PBNPACAP神經(jīng)元對(duì)終紋床核發(fā)出的纖維投射也參與調(diào)節(jié)焦慮水平。反復(fù)給與傷害性刺激致痛時(shí),終紋床核PACAP 的表達(dá)量增多,且焦慮相關(guān)行為加?。?9]。PBNPACAP神經(jīng)元投射至不同下游都可參與調(diào)節(jié)焦慮水平,推測(cè)它們之間存在疊加或級(jí)聯(lián)效應(yīng),因此需進(jìn)一步探究其具體機(jī)制為治療焦慮相關(guān)疾病的研究提供方向。
2.2 癢覺(jué)PBNSP神經(jīng)元與癢覺(jué)相關(guān),癢覺(jué)信息上行至脊髓表達(dá)胃泌素釋放肽及其受體的神經(jīng)元,繼而傳入臂旁核內(nèi)表達(dá)P 物質(zhì)受體(neurokinin 1 receptor,NK?1R)的神經(jīng)元[20-21]。強(qiáng)烈的疼痛可終止小鼠抓撓行為,提示傳遞癢覺(jué)和痛覺(jué)信息的神經(jīng)間存在功能交聯(lián)。PBNSP神經(jīng)元已被證實(shí)參與傳遞痛覺(jué)信息,而SP 與臂旁核內(nèi)NK?1R 結(jié)合可抑制臂旁核的興奮性傳遞。疼痛感覺(jué)信息可能是通過(guò)增強(qiáng)PBNSP神經(jīng)元的活性以抑制癢覺(jué)信息傳遞,減弱或替代瘙癢感。目前臨床上存在多種抗組胺類止癢藥,療效不顯著且對(duì)非組胺依賴性瘙癢無(wú)效。阻斷臂旁核傳遞癢覺(jué)信息可緩解各類型瘙癢,提示臂旁核調(diào)控瘙癢的機(jī)制可能是止癢治療的研究基礎(chǔ)。
2.3 內(nèi)臟感覺(jué)信息PBNNTS神經(jīng)元參與傳遞內(nèi)臟感覺(jué)信息,從而調(diào)控自主神經(jīng)系統(tǒng)功能,如血壓。NTS 神經(jīng)元在臂旁核的內(nèi)側(cè)核和外側(cè)核密集分布,可傳遞內(nèi)臟感覺(jué)信息至丘腦的腹側(cè)后內(nèi)側(cè)核[22]。激活該環(huán)路,可增加丘腦神經(jīng)元的自發(fā)放電頻率和增強(qiáng)迷走神經(jīng)介導(dǎo)的信息傳入,產(chǎn)生降壓效應(yīng)。臂旁核內(nèi)NTS 的表達(dá)水平隨著其響應(yīng)迷走神經(jīng)刺激時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,可能與迷走神經(jīng)影響傳入臂旁核的內(nèi)臟信息量有關(guān),即迷走神經(jīng)活性對(duì)NTS 的表達(dá)存在負(fù)反饋調(diào)控。自主神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂可致高血壓。目前其治療手段呈綜合性,主要靶向外周臟器上的受體,而長(zhǎng)時(shí)間使用受體阻滯劑可致受體表達(dá)上調(diào),意味著患者需終身服藥,治療安全性欠佳。因而探究臂旁核對(duì)血壓調(diào)控的具體分子機(jī)制有助于為安全無(wú)副的藥物研發(fā)提供基礎(chǔ)。
機(jī)體應(yīng)激時(shí),會(huì)維持警覺(jué)狀態(tài)并形成條件反射及恐懼記憶,這些過(guò)程受到臂旁核內(nèi)CGRP、Pdyn 陽(yáng)性神經(jīng)元的調(diào)控。機(jī)體維持覺(jué)醒的機(jī)制可能是血液中二氧化碳濃度隨代謝增加而升高,而應(yīng)激處于高代謝狀態(tài),可發(fā)生高碳酸血癥。此時(shí),中縫背核釋放5?羥色胺(5?hydroxytryptamine,5?HT)并結(jié)合至極外側(cè)PBNCGRP神經(jīng)元細(xì)胞膜上5?HT2A 受體,使機(jī)體覺(jué)醒[23]。PBNCGRP神經(jīng)元可將傷害性刺激相關(guān)的信息傳至杏仁核,介導(dǎo)逃避行為[24];傳至前腦多個(gè)部位使小鼠形成條件反射及恐懼記憶[25]。LPBPdyn神經(jīng)元支配腹內(nèi)側(cè)下丘腦促進(jìn)機(jī)體對(duì)傷害性刺激進(jìn)行厭惡性學(xué)習(xí)[26],激活該環(huán)路可提醒機(jī)體存在潛在傷害并規(guī)避危險(xiǎn)。應(yīng)激障礙是機(jī)體無(wú)法正確處理傷害性刺激的綜合表現(xiàn),可能涉及上述神經(jīng)環(huán)路調(diào)節(jié)紊亂。而目前僅將它視為精神類疾病,暫無(wú)特異治療藥物。因此,維持臂旁核在應(yīng)激時(shí)的正向調(diào)節(jié)作用可能是未來(lái)藥物研發(fā)的方向。
應(yīng)激時(shí),機(jī)體需進(jìn)行葡萄糖動(dòng)員以滿足所需能耗,這一過(guò)程受到PBNCCK神經(jīng)元的調(diào)控。該機(jī)制可能是導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì)LepRb 神經(jīng)元將血糖信息傳至PBNCCK神經(jīng)元,繼而傳入下丘腦腹內(nèi)側(cè)核[27],產(chǎn)生交感神經(jīng)興奮效應(yīng),從而提高血糖。參與攝食平衡和調(diào)節(jié)應(yīng)激血糖水平的PBNCCK神經(jīng)元都產(chǎn)生高血糖效應(yīng),提示CCK 可能是參與血糖調(diào)節(jié)的神經(jīng)元所表達(dá)的特異分子標(biāo)志物,其是糾正血糖紊亂的潛在分子。
PBNPdyn神經(jīng)元影響睡眠覺(jué)醒周期。阿片類鎮(zhèn)痛藥增加日間睡眠時(shí)間,Pdyn作為內(nèi)源性阿片肽前體之一,具相似作用。中央外側(cè)PBNPdyn神經(jīng)元與維持睡眠穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵核團(tuán)——腹外側(cè)視前區(qū)具有緊密的解剖聯(lián)系,抑制或激活腹外側(cè)視前區(qū)κ 受體都影響睡眠周期[28],提示中央外側(cè)PBNPdyn神經(jīng)元可能是其上游,參與調(diào)節(jié)睡眠周期。阿片類鎮(zhèn)痛藥可改善癌癥患者的整體生存質(zhì)量,但也影響睡眠質(zhì)量,提示Pdyn 可能作為信使傳遞睡眠相關(guān)信息。因此,抑制中央外側(cè)PBNPdyn神經(jīng)元釋放Pdyn可能是對(duì)抗鎮(zhèn)痛藥影響睡眠周期的有效策略。
臂旁核傳遞并處理各種信息,參與調(diào)節(jié)多個(gè)生理過(guò)程,如能量代謝平衡、體溫相對(duì)恒定、血糖合理波動(dòng)、痛覺(jué)及癢覺(jué)等感覺(jué)信息傳遞、睡眠穩(wěn)態(tài)等。這些功能獨(dú)立完成又彼此影響。假如,PBNPdyn神經(jīng)元具降低體溫及代謝的功能,體溫與代謝往往呈現(xiàn)平行關(guān)系,提示PBNPdyn神經(jīng)元可整合代謝及體溫相關(guān)的信息,產(chǎn)生這兩種效應(yīng)的神經(jīng)元可能為同一群。體溫與滲透壓平衡也存在交聯(lián)。機(jī)體通過(guò)出汗散熱時(shí),滲透壓升高。為保持滲透壓平衡,機(jī)體需要進(jìn)行保水排鈉。因此,參與促進(jìn)散熱的LPBCCK神經(jīng)元及降低滲透壓的LPBCRH神經(jīng)元可能存在功能整合。當(dāng)LPBCCK神經(jīng)元活性增強(qiáng)時(shí),LPBCRH神經(jīng)元活性也增強(qiáng)。覺(jué)醒狀態(tài)與應(yīng)激行為也息息相關(guān),維持覺(jué)醒是機(jī)體調(diào)動(dòng)應(yīng)激的前提、過(guò)度應(yīng)激會(huì)影響覺(jué)醒狀態(tài)。臂旁核內(nèi)多種亞型神經(jīng)元可同時(shí)調(diào)控這兩個(gè)生理功能,包括CGRP、Pdyn陽(yáng)性神經(jīng)元。這除了提示臂旁核內(nèi)神經(jīng)元存在功能整合外,也說(shuō)明以其高表達(dá)的神經(jīng)肽基因定義神經(jīng)元亞型仍不充分,需錨定更加特異的分子標(biāo)記物指征其調(diào)控的特定生理功能。
臂旁核參與調(diào)節(jié)多種生理功能,為精準(zhǔn)定義臂旁核調(diào)控特定功能的神經(jīng)元類型以設(shè)計(jì)糾正相應(yīng)功能調(diào)節(jié)紊亂的藥物,需探究其調(diào)節(jié)共性及整合機(jī)制。以功能為線索,初步劃分臂旁核亞核。以攝食為例,極外側(cè)臂旁核的尾端與厭食有關(guān),中央內(nèi)側(cè)臂旁核與水鹽攝入平衡有關(guān),提示這兩個(gè)亞核存在兩群神經(jīng)元,接下來(lái)可細(xì)分其神經(jīng)元類型。然而臂旁核內(nèi)大多數(shù)神經(jīng)元表達(dá)囊泡谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白2(vesicular glutamate transporter 2,Vglut2),其存在僅說(shuō)明該神經(jīng)元可裝載并快速釋放谷氨酸以興奮下游中樞,因此,需更為特異的分子標(biāo)記物以區(qū)分神經(jīng)元類型。
在研究溫度信號(hào)從LPB 傳遞到下丘腦的機(jī)制時(shí),筆者團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)LPB 神經(jīng)元對(duì)冷熱刺激均有響應(yīng),這說(shuō)明LPB 存在傳遞不同溫度信息的神經(jīng)元;應(yīng)用光遺傳學(xué)技術(shù)選擇性激活其表達(dá)最為豐富的谷氨酸能神經(jīng)元發(fā)現(xiàn),根據(jù)激光頻率的變化,可獲得升溫或降溫的表型,該結(jié)果提示這群谷氨酸能神經(jīng)元存在可調(diào)控體溫變化的不同亞型;通過(guò)特殊的基因標(biāo)記方法——翻譯核糖體親和純化法,發(fā)現(xiàn)LPB 可表達(dá)多種神經(jīng)肽,包括CCK 及Pdyn,這兩種神經(jīng)肽與谷氨酸能神經(jīng)元高度共表達(dá),但這二者本身共表達(dá)率較低;通過(guò)多種神經(jīng)元操縱技術(shù)發(fā)現(xiàn),體溫升高時(shí),表達(dá)CCK 或Pdyn 的神經(jīng)元被募集,并對(duì)POA 不同亞核發(fā)出神經(jīng)纖維投射,分別產(chǎn)生促進(jìn)血管舒張及抑制棕色脂肪產(chǎn)熱的效應(yīng)來(lái)抵御體溫進(jìn)一步升高,這提示神經(jīng)元高表達(dá)的神經(jīng)肽基因可能是區(qū)分神經(jīng)元類型的潛在標(biāo)志物。
實(shí)際上,臂旁核內(nèi)不同神經(jīng)肽陽(yáng)性神經(jīng)元可參與調(diào)控同個(gè)生理過(guò)程。以疼痛并伴有焦慮為例,臂旁核內(nèi)CRH、PACAP 陽(yáng)性神經(jīng)元都參與調(diào)控這兩過(guò)程,并都對(duì)杏仁核發(fā)出神經(jīng)纖維投射,提示這二者可能為同一群神經(jīng)元。而同一神經(jīng)肽陽(yáng)性的神經(jīng)元可參與調(diào)控不同生理功能。LPBCCK神經(jīng)元向下丘腦腹內(nèi)側(cè)核和POA 發(fā)出神經(jīng)纖維投射,分別參與維持血糖平衡及體溫恒定的過(guò)程,提示承擔(dān)不同生理功能的CCK 神經(jīng)元為不同亞群,產(chǎn)生效應(yīng)的機(jī)制不同。此外,臂旁核參與調(diào)控的生理功能交錯(cuò)復(fù)雜。PBNSP神經(jīng)元同時(shí)參與痛覺(jué)及癢覺(jué)信息傳遞,并且這兩種感覺(jué)信息存在此消彼長(zhǎng)的現(xiàn)象。其機(jī)制可能是PBNSP神經(jīng)元投射至不同下游或以不同頻率將信息傳入同一下游或臂旁核內(nèi)表達(dá)tacl 基因的不同群神經(jīng)元處理相應(yīng)感覺(jué)信息并存在交聯(lián)。因此,需繼續(xù)探索以明確具有一定表達(dá)特征的神經(jīng)元并解析表達(dá)相關(guān)基因神經(jīng)元釋放的具體物質(zhì)及其介導(dǎo)信息傳遞的具體機(jī)制。