2024年11月13日，蘇州大學蘇州醫(yī)學院徐廣銀教授團隊在Nature communications雜志上發(fā)表了題為“A Vagus Nerve Dominant Tetra-Synaptic Ascending Pathway for Gastric Pain Processing”的研究論文，該研究鑒定出迷走神經-孤束核-外側臂旁核-丘腦室旁核-前邊緣皮層谷氨酸能神經環(huán)路在傳導胃部疼痛信號中的重要作用。
 

在該研究中，研究人員首先通過胃壁注射單純皰疹病毒（Herpes simplex virus 1，HSV-1）探究與胃部具有解剖學結構連接的腦區(qū)。在內臟感覺中樞NTS腦區(qū)、迷走神經結狀神經節(jié)和胃部對應脊髓節(jié)段中均觀察到 HSV陽性神經元表達。此外，HSV高表達區(qū)域還包括LPB、PVT、PL等腦區(qū)。使用胃部球囊擴張刺激小鼠產生胃部疼痛。給予小鼠GD刺激后，研究人員進行全腦c-Fos免疫熒光染色篩選響應胃部疼痛刺激的腦區(qū)，發(fā)現(xiàn)孤束核（Nucleus tractus solitarius，NTS)、外側臂旁核（Lateral parabrachial nucleus，LPB）、丘腦室旁核（Paraventricular thalamic nucleus，PVT）及前邊緣皮層（Prelimbic cortex，PL)等腦區(qū)c-Fos表達顯著增加。

通過順行不跨突觸病毒示蹤方法，研究人員發(fā)現(xiàn)腦干NTS腦區(qū)與皮層PL腦區(qū)并無直接投射關系，猜測其中存在間接投射，于是對各個腦區(qū)間的投射關系進行依次剖析。使用順行示蹤病毒、逆行示蹤病毒、Cre依賴的順行跨單突觸病毒示蹤策略，結合特異性神經元標志物免疫熒光染色，研究人員發(fā)現(xiàn)NTS谷氨酸能神經元與LPB谷氨酸能神經元形成突觸連接，而LPB谷氨酸能神經元又可以繼續(xù)與PVT谷氨酸能神經元形成突觸連接，最終與PL谷氨酸能神經元形成突觸連接，繪制出一條NTS-LPB-PVT-PL谷氨酸能四級神經環(huán)路。

那么這條四級神經環(huán)路是如何傳導胃部疼痛信號的呢？圍繞這個科學問題，研究人員對這條神經環(huán)路的功能進行了進一步探究。使用在體光纖記錄技術、光遺傳學技術、頸部肌電記錄技術結合膈下迷走神經切斷術、T5脊髓全橫斷術等方法，研究人員首先鑒定出NTS腦區(qū)經迷走神經參與胃部疼痛信號的傳導。同樣地，依次對LPB、PVT及PL腦區(qū)進行了功能探究，發(fā)現(xiàn)其均參與胃部疼痛行為調控，并且當分別抑制NTS、LPB、PVT或切斷膈下迷走神經時，均能夠降低PL腦區(qū)對于胃部疼痛刺激的響應程度。進一步地，通過光遺傳學技術、化學遺傳學技術、頸部肌電記錄、熒光探針檢測等技術依次對NTS-LPB、LPB-PVT、PVT-PL、NTS-LPB-PVT、LPB-PVT-PL、NTS-LPB-PVT-PL環(huán)路的功能進行了探究。這些研究結果表明，繪制出的這條由腦干經腦橋、丘腦最終到皮層的神經環(huán)路對于胃部疼痛行為的調控作用是非常重要的。

綜上，該研究提供了一條新的胃-腦通路，為“胃-腦軸”連接圖譜提供新的證據(jù)，深化對胃部疼痛上行傳導神經環(huán)路的理解，從而為胃部疼痛的臨床治療提供新的策略，同時為后續(xù)腦-體互作的研究提供理論依據(jù)。
 

圖1. 胃部疼痛信號上行傳導的神經環(huán)路機制示意圖

 原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-54056-w

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