脳がかゆみを感知する仕組みの表面をなぞる

脳がかゆみを感知する仕組みの表面をなぞる

ソーク研究者らは、皮膚から脳へ軽い接触信号を伝達するのに役立つ脊髄の一連のニューロンを発見した

ラホーヤ—グラスを持ち上げたり、楽器を演奏したりするなど、日常の作業では軽いタッチが重要な役割を果たします。 この感覚は、体の保護防御システムの重要な部分でもあり、転倒や怪我の原因となる可能性のある環境内の物体を私たちに警告します。 さらに、昆虫が皮膚に着いたときにかゆみを感じさせることで、マラリアやライム病の原因となる昆虫の刺咬から私たちを守るために進化した検出システムの一部でもあります。

ソークの研究者らは、脊髄のニューロンがそのようなかゆみ信号を脳に伝達するのにどのように役立っているかを発見した。 雑誌に掲載されました セルレポート 16年2019月XNUMX日、彼らの発見はかゆみのより深い理解に貢献し、湿疹、糖尿病、さらには一部のがんなどの状態で発生する慢性かゆみを治療するための新薬につながる可能性があります。

「重要なのは、この機械的なかゆみの感覚は他の形態の接触とは異なり、脊髄内に特殊な経路があるということです」とソーク教授は言う。 マーティン・ゴールディング、フレデリック・W・ミッチェル＆ジョアンナ・J・ミッチェル委員長の保持者であり、新作の上級著者でもあります。

ゴールディングと彼の同僚は、 以前に抑制性ニューロンのセットが発見されていた 脊髄内で細胞ブレーキのように機能し、脊髄内の機械的かゆみ経路をほとんどの時間オフに保ちます。 神経伝達物質である神経ペプチド Y (NPY) を生成するこれらのニューロンがないと、機械的かゆみ経路が常に作動し、慢性的なかゆみを引き起こします。 研究者らが知らなかったのは、通常の状況下ではNPYニューロンによって抑制されるかゆみ信号がどのようにして脳に伝達され、かゆみの感覚を記録するのかということだった。

ゴールディング研究室の博士研究員であるデビッド・アクトンは、NPY抑制性ニューロンが欠損すると、通常は軽い接触を伝達する脊髄のニューロンが、「オン」の位置に固定されたアクセルのように動作し始めるという仮説を立てました。 次に、アクトンはこれらの「ライトタッチニューロン」の候補を特定しました。これは、NPYの受容体を発現する脊髄内の興奮性ニューロンの集団、いわゆるY1脊髄ニューロンです。

これらのニューロンが実際に加速器のように機能しているかどうかをテストするために、アクトンは、NPY「ブレーキ」ニューロンとY1「加速器」ニューロンの両方を選択的に除去する実験を実施しました。 Y1ニューロンがなければ、マウスは通常ひっかくような軽い接触刺激に反応してもひっかきませんでした。 さらに、アクトンがY1ニューロンを活性化する薬を動物に与えると、マウスは接触刺激がない場合でも自発的に引っ掻いた。 その後、ゴールディングのチームは、NPY 神経伝達物質が Y1 ニューロンの興奮レベルを制御していることを示すことができました。 言い換えれば、NPYシグナル伝達は、軽い接触に対する私たちの感度を制御する一種のサーモスタットとして機能します。 他の研究室からのデータでは、乾癬患者の一部のNPYレベルが平均より低いことが判明しています。 これは、機械的なかゆみに対するブレーキが他の人よりも効かないことを意味しており、これがかゆみの潜在的な原因である可能性があります。

研究者らによると、Y1ニューロンは脊髄でかゆみ信号を伝達するが、他のニューロンは脳の最終反応を仲介する役割を担っていると考えられているが、完全な経路のマッピングを続けるにはさらなる研究が必要だという。 これを理解することは、過剰に反応する人々のかゆみの感覚を抑える薬の標的を示唆するのに役立ち、慢性的なかゆみに対処する方法につながる可能性があります。

「通常の状況下で機械的なかゆみが信号で伝えられるメカニズムを解明することで、慢性的なかゆみで何が起こるかに対処できるかもしれません」とアクトン氏は言う。

この研究の他の研究者は、ソーク研究所の Xiangyu Ren、Stefania Di Costanzo、Antoine Dalet、Steve Bourane でした。 トリノ大学のイラリア・ベルトッチ氏とカロラ・エヴァ氏。

この研究は国立衛生研究所とカテリーナ財団の支援を受けました。

DOI： 10.1016/J.CELREP.2019.06.033