化学遗传学抑制小鼠表达Grpr和/或Npff的脊髓神经元可抑制氯喹诱发的瘙痒，但对神经病理性疼痛模型中的机械性痛觉超敏无影响

《PAIN》：Chemogenetic inhibition of Grpr- and/or Npff-expressing spinal neurons in mice suppresses chloroquine-evoked itch but not signs of mechanical allodynia in a neuropathic pain model

　　

该研究探讨了表达胃泌素释放肽受体（GRPR）和/或神经肽FF（NPFF）的脊髓背角神经元在氯喹诱发瘙痒及神经病理性疼痛中的作用。研究人员利用化学遗传学方法分别或联合抑制这两类神经元群体，发现氯喹诱发的瘙痒行为均被显著抑制，但基线机械敏感性未受影响。此外，在坐骨神经保留性损伤（SNI）神经病理性疼痛模型中，该抑制操作对机械性痛觉超敏及自发痛相关指标亦无显著影响。电生理记录显示，化学遗传学抑制主要降低神经元输入电阻，而对膜电位和阈强度的影响较为不一致，提示突触前神经递质释放减少可能是其主要作用机制。该研究表明，GRPR⁺和NPFF⁺这两类垂直细胞（vertical cells）群体参与介导瘙痒反应，但不支持其在神经病理性机械性痛觉超敏中具有关键作用。

该研究发表于疼痛领域权威期刊《PAIN》，聚焦于脊髓背角特定兴奋性中间神经元亚群在感觉信息处理中的功能分化问题。

研究背景方面，神经病理性疼痛影响约7%人群，其核心症状包括自发痛、痛觉过敏和痛觉超敏，尤以机械性痛觉超敏最难治疗。现有理论认为，外周神经损伤后，原本沉默的脊髓回路被激活，使得低阈值机械感受性传入纤维（A-LTMRs）得以与伤害性投射神经元建立功能性联系，其中垂直细胞被认为扮演关键中继角色。垂直细胞位于脊髓背角浅层（lamina I和IIo），其树突向下延伸至A-LTMR接受区，轴突则投射至lamina I的投射神经元，形成多突触回路。研究人员此前鉴定出两类部分重叠的垂直细胞亚群，分别表达GRPR和NPFF。GRPR⁺神经元已被证实参与瘙痒传导，但同期这类细胞是否也参与痛觉机制尚存争议——研究人员先前发现化学遗传学激活GRPR细胞可同时诱发瘙痒样和机械性痛觉超敏样行为。NPFF⁺神经元的功能则知之甚少。基于此，研究人员设计实验以明确这两类神经元在瘙痒和神经病理性疼痛中的确切作用。

研究方法上，研究人员采用四种基因型小鼠（GRPRCreERT2、NPFFCre、双转基因及野生型），通过脊髓内注射AAV8.hSyn.CreON.hM4Di.mCherry实现化学遗传学抑制，结合行为学与电生理学技术展开研究。关键技术方法包括：脊髓内病毒注射靶向L3-L5节段并配合他莫昔芬诱导；von Frey纤维丝测定与动态刷拭实验评估机械敏感性；氯喹与组胺皮内注射结合视频分析量化瘙痒行为；坐骨神经保留性损伤（SNI）模型建立神经病理性疼痛；条件位置偏好（CPP）实验评估自发痛；离体脊髓切片全细胞膜片钳记录验证hM4Di功能效应。

研究结果部分：

病毒注射与标记验证：AAV注射成功率高，mCherry标记细胞主要分布于背角浅层，可见轴突及膨体结构沿注射节段连续或间断分布。

化学遗传学抑制对瘙痒行为的影响：氯喹诱发的后肢叮咬时间在三类转基因鼠中均被CNO显著缩短，但组胺诱发瘙痒不受显著影响，野生型对照亦无变化。

机械敏感性术前术后变化：SNI显著降低von Frey撤回阈值并升高动态刷拭评分，但CNO处理对各基因型基线及术后机械敏感性均无显著影响。

自发神经病理性痛评估：CNO未能在SNI后诱导条件位置偏好，而加巴喷丁阳性对照可有效诱导，提示该抑制操作对 ongoing pain 无显著缓解作用。

电生理特性：CNO应用后GRPR^进化与NPFF^进化神经元输入电阻显著下降，但膜电位超极化和阈强度变化不一致。

讨论部分，研究人员首先确认了GRPR细胞在瘙痒机制中的核心作用，并指出NPFF细胞同样参与瘙痒传导，可能通过独立或重叠的神经元亚群实现。值得注意的是，三类转基因鼠瘙痒抑制程度相似，提示共表达GRPR与NPFF的细胞可能尤为关键。对于化学遗传学抑制的机制，研究人员认为hM4Di除细胞体水平效应外，更可能通过轴突末梢减少神经递质释放而发挥作用，这与mCherry标记证实的大量轴突末梢表达相吻合。

核心结论在于，尽管垂直细胞的形态学特征使其被假定为机械性痛觉超敏回路的关键节点，但化学遗传学证据不支持GRPR⁺和NPFF⁺细胞在该病理过程中的必要性。这一结论与同期另一研究团队的结果形成鲜明对比，研究人员从病毒滴度、注射策略等实验参数差异角度进行了讨论，并提出未来可采用基于Cl^-通道的更强效抑制手段进一步验证。整体而言，该研究通过精确的化学遗传学操控，明确了这两类分子定义的垂直细胞群体在感觉调制中的功能特异性，为理解脊髓水平瘙痒与疼痛信息的分离处理提供了重要实验依据。