一條繞過(guò)丘腦調(diào)節(jié)傷害性感受的脊髓皮質(zhì)直接通路

既往研究認(rèn)為，背根神經(jīng)節(jié)(dorsal root ganglion, DRG)將信號(hào)上傳到脊髓投射神經(jīng)元 (spinal projection neurons, SPNs)，經(jīng)丘腦到達(dá)軀體感覺(jué)皮質(zhì)的第四層。第五層神經(jīng)元接收淺層的信息，通過(guò)皮質(zhì)脊髓束(corticospinal tract, CST)下行投射至脊髓。然而，本研究揭示背角深層SPNs 與感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)的第五層皮質(zhì)脊髓神經(jīng)元(corticospinal neurons, CSNs)的一個(gè)子集-脊髓皮質(zhì)接收神經(jīng)元 (spino-cortical recipient neurons,SCRNs) 存在直接的脊髓皮質(zhì)通路。結(jié)果：（1）L5DRG 神經(jīng)元注射順行跨多突觸的H129-EGFP 病毒，對(duì)側(cè)初級(jí)運(yùn)動(dòng)皮質(zhì) (primary motor cortex, MOp) 和軀體感覺(jué)皮質(zhì)下肢區(qū)(somatosensory cortex lower limb, SSpll)第五層神經(jīng)元表達(dá)綠色熒光蛋白。脊髓注射順行跨單突觸病毒 (Hs06-mCherry) 及輔助病毒，MOp 和SSpll第五層神經(jīng)元表達(dá)mCherry 紅色熒光。結(jié)果提示，SPNs 與SCRNs 之間存在繞過(guò)丘腦的直接連接。（2）腰脊髓注射非跨突觸AAV2/9-hSyn-EGFP，未在軀體感覺(jué)皮質(zhì)觀察到EGFP 的熒光信號(hào)。進(jìn)一步通過(guò)非跨突觸示蹤等技術(shù)，確定了SPNs 的上行軸突與SCRNs 的下行軸突連接區(qū)域，即脊髓-皮質(zhì)連接盤(spino-cortical connecting disc, SCCD)。SCCD 位于基底腦橋核(basilar pontine nucleus, BPN)。（3）通過(guò)多重過(guò)氧化物酶電子顯微鏡，發(fā)現(xiàn)脊髓上行軸突與皮質(zhì)下行軸突在SCCD 處存在突觸連接。激活脊髓上行軸突后，皮質(zhì)下行軸突的鈣信號(hào)明顯上升，表明它們之間存在直接的功能連接。（4）稀疏標(biāo)記技術(shù)顯示，STT 和CST 通過(guò)脊髓皮質(zhì)通路連接，引起響應(yīng)外周刺激的快速感覺(jué)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換。（5）光遺傳學(xué)和化學(xué)遺傳學(xué)等實(shí)驗(yàn)性證明，位于BPN 的脊髓皮質(zhì)通路調(diào)節(jié)痛覺(jué)反應(yīng)。在神經(jīng)病理性疼痛模型中，抑制脊髓皮質(zhì)通路可緩解痛行為。結(jié)論：存在一條繞過(guò)丘腦調(diào)節(jié)傷害性感受的脊髓皮質(zhì)直接通路。該通路為疼痛研究提供新見(jiàn)解和新思路。（Cai B, Wu D, Xie H,et al.A direct spino-cortical circuit bypassing the thalamus modulates nociception.Cell Res,2023,33(10):775-789.北京大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所，劉一璇 譯，劉風(fēng)雨 校）