寻找与第六感相关的基因

作者：Anke Brodmerkel，马克斯-德尔布吕克分子医学中心

背根神经节中不同的感觉神经元细胞体（右图）及其在脊髓中的轴突（左图）：绿色细胞检测本体感觉信息，红色细胞检测热和触觉信息。资料来源：马克斯-德尔布吕克中心赞佩里实验室斯蒂芬-迪特里希

要完成协调动作，我们需要依靠肌肉和关节中的特殊感觉神经元。没有它们，大脑就不知道我们身体的其他部分在做什么。尼科洛-赞佩里领导的研究小组对它们的分子标记进行了研究，以便更好地了解它们是如何工作的。

视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉：我们都熟悉这五种感官，它们让我们体验周围的环境。

柏林马克斯-德尔布吕克中心（Max Delbrück Center）神经回路发育与功能实验室负责人尼科洛-赞佩里（Niccolò Zampieri）博士说："第六感同样重要，但却鲜为人知：它的工作是从肌肉和关节中收集有关我们的运动、姿势和空间位置的信息，然后将这些信息传递给我们的中枢神经系统。"这种感觉被称为本体感觉，它能让中枢神经系统通过运动神经元向肌肉发送正确的信号，从而让我们完成特定的动作。

这种第六感与其他五种感觉不同，它完全是无意识的，是它阻止我们在黑暗中摔倒，也是它让我们能够在早晨闭着眼睛把一杯咖啡举到嘴边。

但这还不是全部："没有本体感觉的人实际上无法完成协调动作，"赞佩里说。他和他的团队现在发表了一篇文章，描述了参与这种第六感的细胞的分子标记。这些发现将有助于研究人员更好地了解本体感觉神经元（pSN）的工作原理。

精确连接至关重要

本体感觉神经元细胞体位于脊髓背根神经节。它们通过长神经纤维与肌束和高尔基肌腱器官相连，后者不断记录身体每块肌肉的拉伸和张力。pSN 将这些信息发送到中枢神经系统，用于控制运动神经元的活动，从而使我们能够完成动作。

"赞佩里实验室成员斯蒂芬-迪特里希（Stephan Dietrich）博士说："这样做的一个先决条件是，pSN 能够精确地连接到我们身体的不同肌肉。然而，人们对实现这些精确连接并赋予肌肉特异性 pSN 独特身份的分子程序几乎一无所知。"这项研究的主要作者迪特里希说："这就是为什么我们利用我们的研究来寻找小鼠腹部、背部和四肢肌肉特异性 pSN 的分子标记。

新生神经纤维的引导

研究小组利用单细胞测序技术，研究了腹部、背部和腿部肌肉的 pSN 中哪些基因被读取并翻译成 RNA。"迪特里希说："我们确实发现了与每组肌肉相连的 pSN 的特征基因。"我们还发现，这些基因在胚胎阶段就已经活跃，并在出生后至少一段时间内保持活跃"。迪特里希解释说，这意味着有固定的遗传程序决定本体感受器是支配腹肌、背肌还是四肢肌肉。

在他们的研究结果中，柏林的研究人员发现了几种表皮生长素及其受体的基因。"迪特里希说："我们知道，在神经系统的发育过程中，这些蛋白质参与引导新生神经纤维到达目标。研究小组发现，在不能产生ephrin-A5的小鼠体内，本体感受器与后腿肌肉之间的连接受到了损害。

目标之一是制造更好的神经义肢

"迪特里希说："我们确定的标记物现在应该有助于我们进一步研究单个肌肉特异性感觉网络的发展和功能。"例如，通过光遗传学，我们可以用光来打开或关闭本体感受器，可以是单个的，也可以是成组的。这将使我们能够揭示它们在第六感中的具体作用，"赞佩里补充道。

这些知识最终将造福脊髓损伤患者。"一旦我们更好地了解了本体感觉的细节，我们就能优化神经义肢的设计。

肌肉张力改变导致脊柱弯曲

他补充说，以色列的研究人员最近发现，本体感觉的正常运作对健康的骨骼也很重要。例如，脊柱侧弯是一种有时在儿童生长过程中出现的疾病，会导致脊柱弯曲和扭曲。"赞佩里说："我们怀疑这是本体感觉功能失调造成的，它改变了背部肌肉的张力，扭曲了脊柱。

髋关节发育不良是髋关节的一种异常现象，也可能是本体感觉失调造成的。这让赞佩里设想了研究的另一个成果："如果我们能更好地理解我们的第六感，就有可能开发出新型疗法，有效抵御这些和其他类型的骨骼损伤"。

(责任编辑：泉水)

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