標題內源性鈉-鉀泵激動劑調節痛覺信息傳遞

3月10日，美國《神經元》（neuron;）雜志發表了中科院上海生科院神經所張旭研究員的博士后李開誠、研究生張方雄、李昌林和王烽等共同完成的研究論文，發現了傳導痛覺的背根節神經元可以釋放一種名為濾泡素抑制素樣蛋白1（follistatin-like 1, fstl1）的蛋白質，通過激動初級感覺傳入神經纖維上的鈉-鉀泵，調節痛覺等感覺信息的傳遞。;神經元消耗能量，通過鈉-鉀泵（na+, k+-atpase），在細胞漿中濃集鉀離子并排出細胞內的鈉離子，從而維持細胞膜內外的鈉、鉀離子濃度梯度，調控細胞膜電位和興奮性，對調節神經元功能起十分重要的作用。然而，人們一直不清楚除了atp、鈉和鉀離子對鈉-鉀泵的驅動作用，以及一些神經遞質、激素通過它們的受體間接地調節鈉-鉀泵活性以外，身體內是否存在可以直接激動鈉-鉀漿的物質，并對神經系統功能進行調節。作者通過一系列的實驗發現，傳導痛覺的背根節神經元高表達fstl1，并且通過清亮小泡將fstl1運輸至脊髓內的傳入神經終末釋放，直接與位于感覺傳入神經終末突觸前膜上的鈉-鉀泵α1亞基相結合，增強鈉-鉀泵活性，使細胞膜超級化，從而對感覺傳入神經終末的興奮性突觸傳遞起抑制性調控作用。課題組與南京大學模式動物研究所高翔教授的科研團隊密切合作，制備了當時國內第一例條件式敲除小鼠，在背根節神經元中特異性敲除了fstl1的基因。研究發現fstl1條件式敲除小鼠興奮性突觸傳遞增強，痛覺敏感度增強。因此，fstl1作為第一個被發現的內源性鈉-鉀泵激動劑，對于保持正常的軀體感覺是必需的，fstl1減少則會導致異常痛覺。該發現表明內源性鈉-鉀泵激動劑可以通過調控突觸傳遞對神經系統功能起重要的影響。該研究到了中國科學院、科技部973項目、國家自然科學基金等項目的資助。fstl1-鈉鉀泵系統調節突觸傳遞的模式圖：膜去極化導致突觸囊泡和fstl1囊泡釋放，釋放的fstl1激活位于初級感覺傳入神經終末突觸前膜上的鈉鉀泵的a1亞基，使細胞膜超級化，從而對初級感覺傳入神經終末的興奮性突觸傳遞起抑制性調控作用。