Science:揭示梅斯纳小体感知轻微触觉机制

2020年6月27日讯/生物谷BIOON/—梅斯纳小体(Meissner corpuscle, 也称为触觉小体)是密集分布在哺乳动物无毛皮肤上的机械感觉末梢器官。梅斯纳小体的基本解剖结构和支配它的Aβ(较大的胞体直径和快速动作电位传导)机械感觉神经元已被广泛描述。然而,人们对梅斯纳小体以及支配它的Aβ机械感觉神经元在触觉相关行为、感觉运动能力和触觉感知方面的要求却知之甚少。

缺乏脑源性神经营养因子(BDNF)或其受体TrkB的小鼠具有一系列发育障碍,包括缺乏梅斯纳小体。来自美国哈佛医学院和斯坦福大学的研究人员推断,将TrkB操纵限制在感觉神经元与选择性遗传标记方法相结合,将允许他们研究梅斯纳小体的发育组装及其在躯体感觉中的功能。在研究梅斯纳小体发育时,他们发现有两种类型的Aβ机械感觉神经元支配梅斯纳小体。他们评估了梅斯纳小体对触觉敏感度和精细感觉运动控制的要求,以及支配该机械感觉末端器官的两种Aβ机械感觉神经元的解剖学、生理学和超微结构特性。相关研究结果发表在2020年6月19日的Science期刊上,论文标题为“Meissner corpuscles and their spatially intermingled afferents underlie gentle touch perception”。

感觉神经元特异性敲除TrkB导致梅斯纳小体完全丧失,而不影响小鼠无毛皮肤的其他机械感觉末端器官,包括Aβ机械感觉神经元-梅克尔细胞复合物和帕西尼小体(Pacinian corpuscle,也称为环层小体)。行为测量表明,缺乏梅斯纳小体的小鼠在感知、对作用于无毛皮肤的最轻微的可检测力作出的反应和精细的感觉运动控制方面存在缺陷。

遗传标记实验显示,梅斯纳小体由两种类型分子上不同的Aβ感觉神经元支配:一种表达TrkB,另一种表达酪氨酸激酶Ret。尽管支配着同一个末端器官,但是这两种Aβ神经元类型对触觉刺激的反应是不同的:TrkB阳性(TrkB+)的梅斯纳小体传入更敏感,在无毛皮肤的梯形压痕的起始和偏移时都作出反应,而Ret+ 梅斯纳小体传入则不太敏感,很少在梯形压痕偏移时作出反应。一些Ret+神经元甚至在静态压痕刺激时有持续反应。此外,这两种Aβ机械感觉神经元类型的轴突末端被发现是同型平铺,但异型偏移。计算建模表明,这种解剖学安排最大限度地提高了编码敏锐度的可用信息,同时确保使用有限数量的神经元完全覆盖皮肤。最后,使用电子显微镜的超微结构分析显示,更敏感的TrkB+梅斯纳小体传入的轴突末梢比不太敏感的Ret+梅斯纳小体传入的轴突末梢具有更多数量的片状细胞包裹。

这些研究人员作出的结论是,两种同型平铺但异型偏移的Aβ机械感觉神经元具有不同的分子、生理和超微结构特性,都支配着梅斯纳小体,而梅斯纳小体是感知作用于无毛皮肤的最轻微的可检测力并作出行为反应的基础。(生物谷

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