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痒的科学奥秘:从但丁、拿破仑到痒基因

2014-09-13 15:24 陈宙峰 赛先生 阅读 0
核心摘要: 痒是一种令人困扰的感受,但直到2007年科学家才在分子水平上揭示其奥秘。美国华盛顿大学陈宙峰实验室意外发现了第一个专门传递痒觉的基因——胃肠道释放素受体(GRPR),并证明痒和痛可以在细胞水平上分开。本文从但丁、拿破仑等历史典故切入,深入浅出地介绍了痒觉的进化意义、神经回路以及这一里程碑式的科学发现,为理解慢性瘙痒的机制和治疗提供了重要基础。

痒是一种令人困扰却又普遍存在的感受。很多人以为痒来自皮肤,其实它源于大脑。痒的定义是一种让人很不舒服、从而产生强烈抓挠欲望的感觉。从古至今,痒一直伴随着人类,但直到21世纪初,科学家才真正在分子和细胞水平上揭示了痒的奥秘。

痒与痛:截然不同的感觉

痒和痛虽然共享部分神经通路,但却是完全不同的感觉。痛觉引发回避反应,而痒觉则驱动抓挠行为。古人云:“痛可忍,痒不可忍。”意大利诗人但丁在《神曲·地狱篇》中描述,地狱里惩罚伪造者的方式就是让他们全身疥癣、奇痒无比,只能将指甲深深掐入肉中却无法止痒。法国皇帝拿破仑也饱受皮肤瘙痒之苦,其经典肖像画中右手插入外套的姿势,据考证正是为了便于抓痒。

痒觉的进化意义

从进化角度看,痒觉是一种重要的保护机制。远古人类没有衣物保护,生活在充满害虫和虱子的环境中,痒觉提醒他们及时清除体表寄生虫。即使没有手,动物也会用各种方式挠痒:大象用鼻子,狗靠树蹭,海狮贴岩石,鱼类跃出水面。总之,痒觉对动物生存至关重要。

痒基因的意外发现

2007年,美国华盛顿大学陈宙峰实验室在寻找痛觉相关基因时,意外发现了第一个专门传递痒觉的基因——胃肠道释放素受体(GRPR)。起初,他们发现小鼠脊髓中表达GRPR的神经元,但敲除该基因后小鼠对痛刺激反应正常,却对致痒物不再抓挠。进一步实验表明,将GRPR的配体GRP注射到小鼠脊髓中,小鼠立刻全身抓痒。而杀死GRPR神经元后,小鼠完全丧失痒觉,但痛觉正常。这首次证明痒和痛可以在分子和细胞水平上分开。

痒的神经回路

痒觉信号由皮肤中的神经末梢感受器接收,经背根神经节传入脊髓,再通过GRPR神经元传递至大脑。这一发现为慢性瘙痒的治疗提供了新靶点。目前,针对GRPR的药物研发正在进行中,有望为湿疹、牛皮癣等顽固性瘙痒患者带来福音。

参考文献

Sun YG, Chen ZF. A gastrin-releasing peptide receptor mediates the itch sensation in the spinal cord. Nature. 2007;448(7154):700-703.

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