NE能神经元经蓝斑-后扣带回通路参与慢性痒调控的机制

Chronic itch is troublesome disease which cause serious damage to the human,while the mechanism of chronic itch has not been fully elucidated,and the chronic itch therapy is not optimistic.The locus coeruleus(LC),which contains most of noradrenergic(NE)neurons in brain,is playing an important role in itch regulation.Furthermore,The posterior cingulate cortex(PCC) is also participate in regulating chronic itch,yet the mechanisms underlying norepinephrine neurons regulate chronic itch via the locus coeruleus-posterior cingulate cortex pathway is not clear.In preliminary experiments,We found that the PCC is a main terminal area of NE neurons from the LC.The scratching frequency obviously improved after damaged the PCC area.The western blot and immunohistochemistry experiments indicated that the NE neurons in LC -PCC pathway have key effects in chronic itch regulation.Base on these,we want to use variety of neuroscience research methods to take further study in NE neurons in LC-PCC pathway under chronic itch.We use the optogenetics virus and transgenic mice as main research tools to focus in the morphology and electrophysiological properties of the NE neurons in LC-PCC pathway, find the receptor mechanism of the LC-PCC pathway in chronic itch, research the the structural and functional plasticity in PCC synaptic transmission under chronic itch.These research could illuminate the mechanisms underlying norepinephrine neurons regulate chronic itch via the locus coeruleus-posterior cingulate cortex pathway,and provide new theoretical guidance in chronic itch treatment.

慢性瘙痒因其机制尚未完全阐明，导致治疗困难。主要位于蓝斑（LC）的去甲肾上腺素能（NE）神经元在痒觉调节方面具有很重要的作用。后扣带回皮质（PCC）也认为与慢性痒密切相关，但从LC上行到PCC的NE能通路调节慢性痒的作用机制尚未清楚。通过前期实验我们观察到PCC是LC的NE能神经元上行纤维投射的主要终止区，毁损PCC后可以明显使瘙痒行为增加，分子生物学和免疫组化结果也表明LC-PCC通路的NE能神经元在慢性痒的发生发展过程中扮演重要角色。本项目拟综合利用神经科学研究方法，以光遗传载体病毒及转基因鼠作为主要研究工具，重点研究LC向PCC投射的NE能神经元形态及电生理学特性、LC-PCC通路参与慢性痒调节的受体机制、慢性痒状态下PCC中突触传递的形态与机能的可塑性变化。我们期望通过这些研究能够揭示LC-PCC通路内NE能神经元参与慢性痒的机制，为治疗慢性痒提供新的靶点和思路。

慢性痒长期以来一直是困扰临床医生和病人的世界性难题之一。而且关于慢性痒的研究目前已成为全世界科学家关注的热点问题。目前对于慢性痒的研究主要集中在脊髓水平，而对于大脑水平的研究主要集中在影像学的研究上，因此，探寻确实的通路证据，寻找痒相关的中枢核团，揭示慢性痒在大脑水平的作用机制，成为深入研究慢性痒机制的重点。目前，本课题组着眼于这一目标，以PCC为中心展开多通路的机制研究，相信会取得让人振奋的结果。 .本实验通过束路追踪的方法，明确LC-PCC通路的存在以及LC/PCC和全脑的普遍联系。通过使用DNFB制作稳定的慢性痒模型，甚至可以模拟长期慢性痒条件下病人产生的负性情绪（抑郁、焦虑等）。而我们采用免疫组化染色及Western blot的方法确定了LC、PCC参与慢性痒过程的证据，随后我们运用化学毁损的方法观察LC-PCC在慢性痒中扮演的角色，再次佐证了LC-PCC通路参与慢性痒调节的过程。最后我们运用膜片钳技术初步探讨了ACC和PCC中神经元电生理特点，了解了LC-PCC通路可能是NA在扣带回中分别由突触前-β受体介导信号通路和突触后-α1受体介导信号通路影响了痒行为改变。课题组还利用光遗传技术观察了LC-ACC通路和LC-PCC通路中NE能神经元在痒行为中的作用。以上结果都表明，LC-PCC通路中NE能神经元在痒行为中起着至关重要的作用，而这有可能成为治疗慢性痒指导用药的理论基础。