37、光遗传学在皮肤 - 神经通讯研究中的应用

光遗传学在皮肤 - 神经通讯研究中的应用

1. 引言

皮肤是一个复杂的组织，是抵御损伤、水分流失和病原体入侵的第一道防线。它由上层的表皮和富含结缔组织的真皮组成。表皮是一种角质化的复层上皮，由角质形成细胞、黑素细胞和免疫细胞（如朗格汉斯细胞和T细胞）组成。手掌和脚底的无毛皮肤比有毛皮肤更厚且无毛。有毛皮肤有表皮附属物（毛囊、皮脂腺），它们伸入富含胶原蛋白和弹性纤维、血液和淋巴血管以及免疫细胞的真皮组织中。贯穿真皮并穿透表皮的是一个感觉神经纤维网络。

感觉纤维与皮肤细胞之间的信号传导有助于外部感觉刺激的转换。这种通讯的中断会导致皮肤的慢性炎症病理，特别是那些与感觉异常、疼痛和瘙痒相关的疾病（如银屑病、特应性皮炎）。这些病理状况通常伴随着神经元的发芽和神经元的过度兴奋。

皮肤感觉神经纤维在细胞和功能特性上具有多样性。较大的有髓纤维末端形成特殊的结构，如默克尔细胞复合体、迈斯纳小体或环绕毛囊的矛状末梢。其他纤维有“游离”末梢，髓鞘较少。这些纤维可以根据已知生物标志物的表达分为肽能纤维和非肽能纤维，许多纤维会伸入表皮。在小鼠中，肽能纤维富含降钙素基因相关肽（CGRP）、神经营养因子受体原肌球蛋白受体激酶A（trkA）以及热和辣椒素受体通道瞬时受体电位香草酸1（TRPV1）。非肽能纤维结合异凝集素B4，并表达mas相关基因（Mrgs）和胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）生长因子受体Ret。穿透表皮的大多数纤维是非肽能纤维，而肽能、TRPV1阳性纤维主要终止于表皮下部和真皮层内。

体内和体外研究表明，支配皮肤的肽能和非肽能纤维对热、冷、机械和化学等刺激具有不同但重叠的电生理反应特性。这些纤维还能传递有害刺激，充当疼痛感受器。了解神经末梢如何响应有害和威胁性刺激而被激活，