2022年5月18日，廣東省智能科學(xué)與技術(shù)研究院（簡稱：廣東省智能院）張旭院士實驗室（軀體感覺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究組）與李昌林研究員實驗室（軀體感覺神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育與疾病研究組）在國際學(xué)術(shù)期刊《神經(jīng)科學(xué)雜志》(The Journal of Neuroscience)上發(fā)表了題為“Fibroblastic SMOC2 Suppresses Mechanical Nociception by Inhibiting Coupled Activation of Primary Sensory Neurons”的學(xué)術(shù)文章。文章利用原位雜交、免疫組化、在體鈣成像記錄、行為學(xué)等實驗方法首次解析了成纖維細(xì)胞分泌的SMOC2蛋白在維持機(jī)械性痛閾值中的作用及分子機(jī)制。該研究對理解機(jī)械痛的細(xì)胞分子機(jī)制具有重要意義。
傷害性信息由背根節(jié)（dorsal root ganglia, DRG）中的感覺神經(jīng)元偵測和傳導(dǎo)。最近我們通過單細(xì)胞測序揭示在DRG中有多種細(xì)胞類型，包括：感覺神經(jīng)元、衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞、雪旺氏細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等。SMOC2是成纖維細(xì)胞分泌的基質(zhì)細(xì)胞蛋白，與細(xì)胞外基底膜有密切關(guān)聯(lián)。通過形態(tài)學(xué)實驗，我們發(fā)現(xiàn)SMOC2蛋白包裹了DRG神經(jīng)元及粘附的衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞組成的功能單元。SMOC2基因的敲除或在DRG中特異性敲減SMOC2基因都會導(dǎo)致小鼠的機(jī)械反應(yīng)閾值下降，但是小鼠對傷害性熱刺激引起的反應(yīng)沒有改變。在體鈣成像實驗揭示傷害性機(jī)械刺激會誘導(dǎo)小鼠DRG中出現(xiàn)相鄰感覺神經(jīng)元的共激活現(xiàn)象，SMOC2基因敲除后傷害性機(jī)械刺激誘導(dǎo)的共激活現(xiàn)象會顯著增加，而DRG中直接注射外源性SMOC2蛋白可逆轉(zhuǎn)該現(xiàn)象。通過免疫共沉淀實驗，我們發(fā)現(xiàn)SMOC2蛋白雖不能直接作用于縫隙連接蛋白Connexin 43，但可作用與ATP的受體P2X7。在HEK293細(xì)胞中，SMOC2蛋白可顯著抑制ATP誘導(dǎo)的P2X7受體激活。DRG中注射P2X7受體拮抗劑，也可抑制傷害性機(jī)械性刺激誘導(dǎo)的DRG神經(jīng)元共激活，但并不會增強(qiáng)SMOC2的抑制作用。外周炎癥的情況下DRG中的SMOC2表達(dá)下降，相鄰DRG神經(jīng)元形成的群組數(shù)目會顯著增加。DRG中給予SMOC2可抑制炎癥導(dǎo)致的神經(jīng)元共激活現(xiàn)象。本研究揭示了成纖維細(xì)胞SMOC2可通過抑制相鄰DRG神經(jīng)元的通訊而調(diào)控機(jī)械性痛覺，這是成纖維細(xì)胞調(diào)節(jié)痛覺的重要機(jī)制。
SMOC2 (green) surrounds SGCs (FABP7, red), which encapsulate neurons (NEUN, blue) in the DRGs
SMOC2（綠色）包饒著衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞（紅色），衛(wèi)星膠質(zhì)細(xì)胞包裹了DRG神經(jīng)元（藍(lán)色）
來自上?？萍即髮W(xué)的博士生張碩為論文的第一作者，廣東省智能院的張旭院士和李昌林研究員為論文的共同通信作者。該項工作由廣東省智能院與中科院上海高等研究院的團(tuán)隊共同合作完成，并獲得了國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院、廣東省科技廳、上海市科委、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院、深圳市三名工程、廣東省智能院實驗室建設(shè)等多個項目的支持。
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