我们协调“第六感”背后的基因
为了完成协调的动作，我们依赖于肌肉和关节中的特殊感觉神经元。没有它们，大脑就不知道我们身体的其他部分在做什么。Niccolò Zampieri领导的团队研究了它们的分子标记，以更好地了解它们是如何工作的，并将结果描述为自然通讯．
视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉:我们都熟悉这五种感官，它们让我们体验周围的环境。同样重要但鲜为人知的是第六感:“它的工作是从肌肉和关节收集关于我们的动作、姿势和在空间中的位置的信息，然后将其传递给我们的中枢神经系统，”Niccolò Zampieri博士说，他是发展和研究中心的负责人Max Delbrück中心神经回路实验室功能在柏林。“这种感觉被称为本体感觉，它允许中枢神经系统通过运动神经元向肌肉发送正确的信号，这样我们就可以执行特定的动作。”
这种第六感——不像其他五种感觉，完全是无意识的——阻止我们在黑暗中摔倒，让我们在早上闭着眼睛也能把一杯咖啡端到嘴边。但这还不是全部:“没有本体感觉的人实际上无法做出协调的动作，”赞皮埃里说。他和他的团队现在在《自然通讯》杂志上发表了一篇文章，在文章中他们描述了参与第六感的细胞的分子标记。这一发现将有助于研究人员更好地理解本体感觉神经元(pSN)的工作原理。
精确的连接至关重要
pSN细胞体位于脊髓的背根神经节。它们通过长神经纤维连接到肌肉纺锤和高尔基肌腱器官，不断记录身体每块肌肉的拉伸和张力。pSN将这些信息发送到中枢神经系统，在那里它被用来控制运动神经元的活动，这样我们就可以进行运动。
Zampieri实验室的成员Stephan Dietrich博士说:“做到这一点的一个前提是pSN精确地连接到我们身体的不同肌肉。”然而，对于使这些精确连接并赋予肌肉特异性pSN独特身份的分子程序，我们几乎一无所知。“这就是为什么我们用我们的研究来寻找区分小鼠腹部、背部和四肢肌肉的pSN的分子标记，”该研究的主要作者Dietrich说，该研究在Max Delbrück中心进行。
新生神经纤维指南
通过单细胞测序，研究小组研究了腹部、背部和腿部肌肉的pSN中哪些基因被读取并翻译成RNA。迪特里希说:“我们确实发现了与每个肌肉群相连的pSN的特征基因。”“我们还表明，这些基因在胚胎阶段就已经活跃，并在出生后至少一段时间内保持活跃。”迪特里希解释说，这意味着有固定的遗传程序决定本体感受器是否会支配腹部、背部或四肢肌肉。
在他们的发现中，柏林大学的研究人员发现了几个有关ephrin及其受体的基因。“我们知道这些蛋白质在神经系统发育过程中参与引导新生神经纤维到达目标，”迪特里希说。研究小组发现，在不能产生ephrin-A5的小鼠中，本体感受器和后腿肌肉之间的连接受损。
一个目标是更好的神经假体
迪特里希说:“我们发现的这些标记现在应该有助于我们进一步研究个体肌肉特异性感觉网络的发育和功能。”“例如，通过光遗传学，我们可以单独或成群地使用光来打开和关闭本体感受器。这将使我们能够揭示它们在我们第六感中的具体作用，”Zampieri补充道。
这些知识最终会使患者受益，比如脊髓损伤患者。Zampieri说:“一旦我们更好地理解本体感觉的细节，我们就能优化神经假体的设计，它可以接管因受伤而受损的运动或感觉能力。”
肌肉张力的改变会导致脊柱弯曲
他补充说，以色列的研究人员最近发现，正常运作的本体感觉对健康的骨骼也很重要。例如，脊柱侧弯是一种有时在儿童成长过程中形成的疾病，会导致脊柱弯曲和扭曲。“我们怀疑这是由功能失调的本体感觉引起的，它改变了背部的肌肉张力，扭曲了脊柱，”Zampieri说。
髋关节发育不良是髋关节的一种异常，也可能是由错误的本体感觉引起的。这让Zampieri设想了研究的另一个结果:“如果我们能更好地理解我们的第六感，就有可能开发出有效抵消这些和其他类型骨骼损伤的新疗法。”
参考: Dietrich S, Company C, Song K，等。支配小鼠不同肌肉群的本体感受器亚型的分子特征。Nat Commun．2022; 13(1): 6867。doi:10.1038 / s41467 - 022 - 34589 - 8
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