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揭示梅斯納小體感知輕微觸覺(jué)機(jī)制

2020-06-28 09:50來(lái)源:生物谷


梅斯納小體(Meissner corpuscle, 也稱(chēng)為觸覺(jué)小體)是密集分布在哺乳動(dòng)物無(wú)毛皮膚上的機(jī)械感覺(jué)末梢器官。梅斯納小體的基本解剖結(jié)構(gòu)和支配它的Aβ(較大的胞體直徑和快速動(dòng)作電位傳導(dǎo))機(jī)械感覺(jué)神經(jīng)元已被廣泛描述。然而,人們對(duì)梅斯納小體以及支配它的Aβ機(jī)械感覺(jué)神經(jīng)元在觸覺(jué)相關(guān)行為、感覺(jué)運(yùn)動(dòng)能力和觸覺(jué)感知方面的要求卻知之甚少。


缺乏腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)或其受體TrkB的小鼠具有一系列發(fā)育障礙,包括缺乏梅斯納小體。來(lái)自美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院和斯坦福大學(xué)的研究人員推斷,將TrkB操縱限制在感覺(jué)神經(jīng)元與選擇性遺傳標(biāo)記方法相結(jié)合,將允許他們研究梅斯納小體的發(fā)育組裝及其在軀體感覺(jué)中的功能。在研究梅斯納小體發(fā)育時(shí),他們發(fā)現(xiàn)有兩種類(lèi)型的Aβ機(jī)械感覺(jué)神經(jīng)元支配梅斯納小體。他們?cè)u(píng)估了梅斯納小體對(duì)觸覺(jué)敏感度和精細(xì)感覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制的要求,以及支配該機(jī)械感覺(jué)末端器官的兩種Aβ機(jī)械感覺(jué)神經(jīng)元的解剖學(xué)、生理學(xué)和超微結(jié)構(gòu)特性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2020年6月19日的Science期刊上,論文標(biāo)題為“Meissner corpuscles and their spatially intermingled afferents underlie gentle touch perception”。

感覺(jué)神經(jīng)元特異性敲除TrkB導(dǎo)致梅斯納小體完全喪失,而不影響小鼠無(wú)毛皮膚的其他機(jī)械感覺(jué)末端器官,包括Aβ機(jī)械感覺(jué)神經(jīng)元-梅克爾細(xì)胞復(fù)合物和帕西尼小體(Pacinian corpuscle,也稱(chēng)為環(huán)層小體)。行為測(cè)量表明,缺乏梅斯納小體的小鼠在感知、對(duì)作用于無(wú)毛皮膚的最輕微的可檢測(cè)力作出的反應(yīng)和精細(xì)的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)控制方面存在缺陷。


遺傳標(biāo)記實(shí)驗(yàn)顯示,梅斯納小體由兩種類(lèi)型分子上不同的Aβ感覺(jué)神經(jīng)元支配:一種表達(dá)TrkB,另一種表達(dá)酪氨酸激酶Ret。盡管支配著同一個(gè)末端器官,但是這兩種Aβ神經(jīng)元類(lèi)型對(duì)觸覺(jué)刺激的反應(yīng)是不同的:TrkB陽(yáng)性(TrkB+)的梅斯納小體傳入更敏感,在無(wú)毛皮膚的梯形壓痕的起始和偏移時(shí)都作出反應(yīng),而Ret+ 梅斯納小體傳入則不太敏感,很少在梯形壓痕偏移時(shí)作出反應(yīng)。一些Ret+神經(jīng)元甚至在靜態(tài)壓痕刺激時(shí)有持續(xù)反應(yīng)。此外,這兩種Aβ機(jī)械感覺(jué)神經(jīng)元類(lèi)型的軸突末端被發(fā)現(xiàn)是同型平鋪,但異型偏移。計(jì)算建模表明,這種解剖學(xué)安排**限度地提高了編碼敏銳度的可用信息,同時(shí)確保使用有限數(shù)量的神經(jīng)元完全覆蓋皮膚。最后,使用電子顯微鏡的超微結(jié)構(gòu)分析顯示,更敏感的TrkB+梅斯納小體傳入的軸突末梢比不太敏感的Ret+梅斯納小體傳入的軸突末梢具有更多數(shù)量的片狀細(xì)胞包裹。


這些研究人員作出的結(jié)論是,兩種同型平鋪但異型偏移的Aβ機(jī)械感覺(jué)神經(jīng)元具有不同的分子、生理和超微結(jié)構(gòu)特性,都支配著梅斯納小體,而梅斯納小體是感知作用于無(wú)毛皮膚的最輕微的可檢測(cè)力并作出行為反應(yīng)的基礎(chǔ)。


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