好书推荐！《动物行为实验手册》电子版pdf，网盘发货！

动物行为学实验是神经科学研究领域的重要组成部分，主要侧重于科学客观地评价各种条件下的动物行为。动物行为学实验种类繁多，研究不同的疾病模型时，研究人员需根据关注的具体行为选择合适的研究手段。《动物行为实验手册》为学习记忆类、抗焦虑抑郁类、抗疲劳类、神经精神类、痛觉测试类、嗅觉测试类、社会行为类及特定行为评估类等，其中许多实验需要借助特制的仪器、记录及分析系统。

2025年1月31日，深圳湾实验室陈志成团队在Science Advances发表“A role for proprioceptors in sngception”，揭示了本体感受器在感觉中的作用。

本体感受器是一类主要的机械感觉神经元，用于监测肌肉收缩状态。尽管本体感受器被视为非伤害性机械感受器，但它们也表达促伤害性感受的酸敏感离子通道 3（ASIC3）。为了探究本体感受器在感知酸中毒（或 “sngception”）中的作用，作者发现在小鼠中，本体感受器而非伤害感受器中Asic3 基因的缺失，会消除酸诱导的慢性痛觉过敏。化学-光遗传学激活本体感受器会导致痛觉致敏启动，这有利于酸中毒诱导的慢性疼痛。在人类中，肌肉内酸化会引发酸感知，但不会产生疼痛。相反，在一名右腿失去痛觉的脊髓损伤患者中，本体感觉和 “sngception” 是依然保留的躯体感觉功能，且与脊髓背柱相关。总之，来自小鼠和人类研究的证据表明，本体感受器在 “sngception” 中发挥着作用。

图一 本体感受器和伤害感受器中Asic3条件性敲除对慢性“sng”疼痛的影响

尽管本体感受器属于非伤害性、低阈值的机械感受器，但促伤害性感受的酸传感器ASIC3在本体感受器中高度表达。虽然有证据表明ASIC3参与了这些神经元的系链模式机械转导以及相关的本体感受行为，但尚不清楚为何本体感受器需要酸传感器。因此，本体感受器也有可能参与其他躯体感觉功能。作者假设这就是 “sngception”它们对酸诱导的慢性疼痛有影响。为了在小鼠模型中验证本体感受器中的ASIC3在酸检测或 “sngception” 中的这种作用敲除了伤害感受器或本体感受器中的Asic3基因。然后，测试了其对反复肌肉内注射酸诱导的慢性机械性痛觉过敏发展的影响，这是一种广泛用于模拟慢性广泛性疼痛的小鼠模型其可模拟纤维肌痛。

在该模型中，ASIC3是对肌肉内注射酸产生反应的分子决定因素。这进而导致痛觉致敏启动，最终引发慢性机械性痛觉过敏。在对照Asic3f/f小鼠中，首次注射酸会诱导短暂的痛觉过敏，该痛觉过敏在24小时内消退。1天或5天后进行第二次酸注射会诱导慢性痛觉过敏，持续超过3周。相比之下，本体感受器中Asic3的条件性敲除（PV- Cre::Asic3f/f）明显减少了慢性痛觉过敏的发展。在另一种小鼠模型中也发现了类似结果，间歇性冷应激（ICS）诱导了类似纤维肌痛的慢性广泛性疼痛。同样，本体感受器而非伤害感受器中Asic3的条件性敲除消除了慢性肌肉痛觉过敏的发展。这些结果并非其他ASIC亚型基因补偿的作用，因为本体感受器中其他三种功能性ASIC通道亚型（ASIC1a、ASIC1b和ASIC2a）中任何一种的单个基因敲除，都不会影响ICS诱导的慢性广泛性疼痛。综合来看，两种不同慢性广泛性疼痛小鼠模型的数据一致表明本体感受器中表达的ASIC3有助于慢性广泛性痛觉过敏的发展。仅当第二次酸注射在第一次注射5天后进行时，伤害感受器中缺乏ASIC3的小鼠的慢性痛觉过敏才会减轻，这表明在该模型中，伤害感受器对痛觉过敏的作用可能较小。

图二 化学/光遗传学激活本体感受器和伤害感受器对痛觉致敏启动以触发酸诱导的慢性痛觉过敏的影响

作者采用了化学-光遗传学方法进一步区分本体感受器和伤害感受器在酸诱导的慢性疼痛中所起的因果作用。使用荧光素酶底物腔肠素(CTZ)，通过与发光的荧光素酶部分结合来激活发光蛋白3（LMO3，能够诱导快速且短期的化学遗传学效应）。在这个模型中，背根神经节（DRG）神经元胞体中通过磷酸化激活细胞外信号调节激酶（ERK，即pERK）。在这个化学-光遗传学模型中，能够测试本体感受器和伤害感受器在酸诱导的慢性疼痛中的作用。然后，作者测试后续酸注射对慢性痛觉过敏发展的影响。虽然CTZ（800纳克）注射不足以在两组动物中诱导短暂痛觉过敏的行为反应，但足以对目标感觉神经元产生痛觉致敏启动效应。肌肉内注射CTZ仅在PV - Cre::LMO3小鼠（本体感受器表达）中，对后续酸注射诱导慢性痛觉过敏起到启动作用，而在Nav1.8 - Cre::LMO3小鼠（伤害感受器表达）中则没有此作用。相比之下，虽然第一次酸注射诱导了后爪和肌肉的短暂痛觉过敏，但第二天后续注射CTZ未能在PV- Cre::LMO3或Nav1.8 - Cre::LMO3小鼠中诱导慢性痛觉过敏，这表明本体感受器和伤害感受器都参与了慢性痛觉过敏的发展。同样，在PV- Cre::LMO3小鼠中两次注射CTZ未能诱导慢性痛觉过敏。这些结果表明，只有激活的PV阳性本体感受器，而非Nav1.8阳性伤害感受器，有助于痛觉致敏启动。有可能第二次注射CTZ不足以激活本体感受器以诱导慢性痛觉过敏。因此，本体感受器和伤害感受器可能都参与了后续酸刺激诱导的慢性痛觉过敏的发展。

图三 PV-Asic3激活在酸诱发的痛觉慢性化中的作用

研究表明，在肌肉传入神经中P物质信号具有抗伤害性作用，并能抵消酸引起的痛觉过敏和慢性疼痛。使用特定于NK1受体的P物质类似物SM-SP可以抑制CTZ/酸处理引起的慢性痛觉过敏的发展。SM-SP在82.6%的PV阳性DRG神经元中引起外向电流，导致这些神经元超极化，从而阻止了痛觉过敏的准备状态。这表明P物质信号可能通过超极化目标神经元来中断痛觉过敏的准备状态。ASIC3在本体感受器中被激活后可以在缺乏伤害性感受器ASIC3的情况下，通过局部谷氨酸释放作为自分泌介质激活GluK2，进一步促进谷氨酸释放。这种谷氨酸释放可作为旁分泌介质激活附近的伤害性感受器上的谷氨酸受体（如mGluR5），促进慢性痛觉过敏的发展。研究人员使用了不同的方法（包括基因敲除、选择性激动剂和阻断剂的应用）结果表明在慢性痛觉过敏的发展过程中，本体感受器和伤害性感受器都参与其中，但只有在本体感受器介导的准备状态下才会发生。总结来说，这项研究揭示了P物质信号和ASIC3在肌肉本体感受器中对酸诱导的慢性痛觉过敏的重要调控作用。

综上所述，揭示了本体感受器在酸诱发的痛觉过敏初敏中所起的具体作用，本体感受器能够影响周围伤害性感受器的活动，从而调控慢性痛觉过敏的发展。这一发现为理解伤害性感受过程中的复杂交互作用提供了新的视角。

文章来源

10.1126/sciadv.abc5219

扫码光顾脑声小店，实验少走弯路