ソーク研究所の科学者らは、マウスがかゆみの機械的および化学的感覚をコード化するために使用する2つの異なる神経経路を発見し、特定のニューロン集団が機械的かゆみ情報を脊髄から脳に伝達していることを発見した。
マウスのかゆみ・ひっかき反応と慢性かゆみ状態を支配する個別の神経経路の同定は、新規の治療標的の開発の基礎を築く。
かゆみは動物の防御警報として機能し、寄生虫による潜在的に有害な病原体の体内への侵入を防ぐように機能します。 たとえば、蚊が人の腕に止まると、蚊の感触に気づき、本能的にその部分を引っ掻いて蚊を追い払います。 昆虫が這うような物理的刺激によって生じるこのかゆみは「機械的」かゆみと呼ばれ、刺された後の蚊の唾液などの刺激物によって引き起こされる「化学的」かゆみとは異なります。
同じ反応（ひっかき傷）を引き起こすにもかかわらず、ソーク研究所の科学者らによる最近の研究で、マウスには化学的感覚のコード化を担う神経経路とは別に、機械的感覚を制御する特定の脳経路が存在することが判明した。
脳幹の細胞核（緑）の間に位置する機械的かゆみ反応性ニューロン（青）を特定。 クレジット: ソーク研究所
彼らの研究結果は最近雑誌に掲載されました ニューロンらは、少数のニューロン集団が機械的なかゆみ情報を脊髄から脳に中継し、両方のタイプのかゆみを調節する神経ペプチド信号を特定することを示しています。
「この研究は、これら 2 つの形態のかゆみがどのように脳によってコード化されているかについての基本的な洞察を提供し、異所性皮膚炎や乾癬を含むさまざまな慢性かゆみ症状に苦しむ患者に治療介入の新たな道を切り開くものです」と共著者は述べています。マーティン・ゴールディング教授、フレデリック・W・ミッチェル＆ジョアンナ・J・ミッチェル議長の保持者。
この発見は、化学的かゆみではなく機械的かゆみを制御する脊髄内のニューロンを特定したゴールディングの研究室での以前の研究に基づいている。 ゴールディング研究室のメンバーは、共同連絡著者で助教授でパイオニア基金発達委員長の保持者であるソン・ハン氏とチームを組んだ。彼は以前、脳の小さな領域が外部と内部の両方の脅威信号を発信する警報センターとして機能していることを発見していた。体の内側から。
ハン氏のチームは、特定のニューロンのグループが脅威信号の符号化に重要であることに気づいていました。 そこでゴールディングの研究室は、これらのニューロンに焦点を当て、機械的なかゆみ信号をこの警報中枢に伝える際に特定の役割を果たしているかどうかを調べることにしました。
左から：マーティン・ゴールディングとソン・ハン。 クレジット: ソーク研究所
研究チームは、遺伝的アプローチとウェアラブル小型顕微鏡を組み合わせて使用し、マウスの単一ニューロンにおけるかゆみ誘発活動を観察できるようにしました。 科学者たちは、かゆみに関与する抑制経路を除去することで、機械的なかゆみを活性化できることを発見しました。 その後の脳幹で起こる活動や変化を観察することで、さまざまな細胞が機械的または化学的なかゆみに反応していることがわかりました。 これにより、研究チームは化学的かゆみ経路と機械的かゆみ経路の区別を分類し、それらを制御するために重要な分子を明確に特定することができました。
「ある経路を感作すると、病的なかゆみ状態を刺激することができ、その逆も起こり得ることがわかりました」とハン氏は言う。 「これは、これら 2 つの経路が連携して慢性的なかゆみを引き起こすことを示しています。」
次に科学者らは、これらの経路が脳内のどこで合流するかを調査し、かゆみを掻くかどうかの決定を決定する信号を受け取る脳の部分を調査する予定だ。 彼らはまた、脊髄と脳幹が痛みとかゆみをどのように区別するのかをより深く理解したいと考えています。
「慢性的なかゆみの有病率は年齢とともに増加します。 このため、私たちは年齢を重ねるにつれてかゆみを伝える神経回路に何が起こっているのかについてもさらに理解したいと考えています」とゴールディング氏は言います。 「慢性的なかゆみが治りにくい問題であることを考えると、私たちの発見は、それを治療するための新しい治療法の開発に活用するのに役立つはずです。」
参考文献：「機械的かゆみに対する必須脊髄傍腕経路の同定」Xiangyu Ren、Shijia Liu、Amandine Virlogeux、Sukjae J. Kang、Jeremy Brusch、Yuanyuan Liu、Susan M. Dymecki、Sung Han、Martyn Goulding、David Acton、4 月 5 日2023年、 ニューロン。
DOI: 10.1016/j.neuron.2023.03.013
他の著者には、Xiangyu Ren、Shijia Liu、Amandine Virlogeux、Sukjae J. Kang、Jeremy Brusch、および David Acton (Salk)、Yuanyuan Liu (ソーク) が含まれます。 国立衛生研究所、ハーバード大学医学部のスーザン・M・ダイメッキ氏。
この研究は国立衛生研究所から資金提供を受けました。