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Trends in Neurosciences
揭秘恶心的感官机制与分子信号通路

2025-10-11

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本文系统总结了恶心相关的主要神经通路与分子信号机制,涵盖从外周肠道到中枢脑区的多层级调控,强调不同恶心诱因背后的保守与特异性通路,为开发机制驱动的抗恶心疗法提供理论依据。

 

文献概述
本文《Sensory signals for nausea》,发表于《Trends in Neurosciences》杂志,回顾并总结了近年来关于恶心相关的神经通路与分子机制的研究进展。文章探讨了从外周肠道至中枢神经系统(如孤束核、旁臂核)的多个信号通路,包括GLP1R、GFRAL、TRPA1等受体介导的恶心信号传导路径,并涉及癌症治疗、妊娠反应、食物中毒等多种临床场景中的恶心机制。本文旨在为开发更精准的抗恶心疗法提供科学依据,推动从经验性治疗向机制驱动型干预的转变。

背景知识
恶心作为普遍的生理保护反应,通常伴随呕吐或避免进食等行为适应,对机体避免毒素摄入、调节饮食选择具有重要意义。目前研究多依赖非-催吐动物模型(如啮齿类)或催吐物种(如雪貂、犬类),但啮齿类缺乏呕吐反射,因此研究常依赖条件性味觉回避等行为学替代。近年来,随着单细胞测序、光遗传学等技术的发展,研究者得以更精确地解析恶心相关神经元类型及其分子标志物。然而,恶心的机制异质性(如化疗、妊娠、过敏等)仍存在诸多未解问题,如哪些信号通路在不同临床背景下主导恶心反应,以及如何开发针对特定机制的抗恶心药物。本文系统综述了恶心的跨系统分子信号网络,并提出了未来研究方向,包括机制特异性干预与脑干神经回路的精准解析。

 

基因敲除小鼠:通过全身或组织特异性基因敲除技术,研究GLP1R、GFRAL等分子在恶心通路中的作用,适用于探索全身性生理功能或特定组织病理机制。

 

研究方法与实验
本文综合分析了多项动物模型实验,包括利用基因敲除小鼠研究GLP1R、GFRAL、TAC1等信号分子在恶心行为中的作用;通过光遗传学、化学遗传学技术激活或抑制特定孤束核或极后区神经元,观察其对味觉回避、干呕反射的影响;结合单细胞测序技术识别不同恶心刺激下的神经元亚型;并利用脑区特异性受体阻断策略评估恶心相关行为变化。

此外,研究还涉及系统性炎症、食物过敏、癌症治疗及妊娠等不同临床背景下的恶心机制,并通过行为学、分子检测、神经成像等多模态手段进行机制验证。

关键结论与观点

  • 极后区(AP)是恶心信号的主要外周血脑屏障感知区域,其中GLP1R+和CALCR+神经元分别介导不同恶心刺激,如化疗药物或肠道毒素。
  • 孤束核(cNTS)中TAC1+、CALB1+、CCK+神经元通过投射至旁臂核CGRP+神经元参与恶心相关厌恶记忆的形成。
  • 恶心相关信号可通过5-HT3、GFRAL、NK1等受体通路激活,不同恶心诱因可能通过不同神经通路实现,如细菌毒素主要通过5-HT3依赖机制,而化疗毒素则激活GFRAL+神经元。
  • 妊娠期恶心与GDF15基因多态性高度相关,携带C211G突变的孕妇在孕期易出现恶心,可能因基础GDF15水平低导致对胎儿来源信号的高敏感性。
  • 恶心的动物模型中,啮齿类虽无呕吐行为,但可通过味觉回避、活动减少等行为学间接评估恶心反应。
  • 不同物种的恶心机制存在保守与特异性,啮齿类模型可用于研究恶心的分子与神经机制,但无法完全模拟催吐物种的干呕与呕吐反射。
  • 当前抗恶心药物多为反向转化研究,未来需基于机制特异性开发更精准的靶向干预策略。

研究意义与展望
本文强调恶心信号的多样性与复杂性,指出未来需明确不同恶心诱因下的核心通路,探索机制特异性抗恶心疗法。此外,需开发更精准的脑干神经回路干预手段,结合高通量行为学分析与分子工具,以提升恶心研究的转化价值。最后,作者呼吁将恶心研究从现象描述转向机制解析,推动更有效的止吐治疗策略。

 

条件性基因敲入小鼠:通过Cre-LoxP系统实现特定基因在脑干或孤束核等区域的表达,适用于研究特定神经元类型在恶心行为中的功能。

 

结语
本文系统总结了恶心相关的神经通路、分子信号与动物模型研究,揭示了从肠道至脑干的多个关键神经元类型及其受体在不同临床背景下的作用机制。恶心作为多种疾病的共病或治疗副作用,其机制的深入解析对优化治疗方案、减少不良反应具有重要意义。未来研究应聚焦于恶心的机制异质性,开发针对不同诱因的靶向干预策略,并利用新型神经调控工具与行为学范式提升恶心研究的精准度与临床转化效率。本文为机制驱动型抗恶心药物开发提供了理论基础与研究路线图。

 

文献来源:
Shiling Hu, Ashley Loureiro, and Chuchu Zhang. Sensory signals for nausea. Trends in neurosciences.
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