2022年5月18日，廣東省智能科學與技術研究院（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）在國際學術期刊《神經(jīng)科學雜志》(The Journal of Neuroscience)上發(fā)表了題為“Fibroblastic SMOC2 Suppresses Mechanical Nociception by Inhibiting Coupled Activation of Primary Sensory Neurons”的學術文章。文章利用原位雜交、免疫組化、在體鈣成像記錄、行為學等實驗方法首次解析了成纖維細胞分泌的SMOC2蛋白在維持機械性痛閾值中的作用及分子機制。該研究對理解機械痛的細胞分子機制具有重要意義。
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。最近我們通過單細胞測序揭示在DRG中有多種細胞類型，包括：感覺神經(jīng)元、衛(wèi)星膠質(zhì)細胞、雪旺氏細胞和成纖維細胞等。SMOC2是成纖維細胞分泌的基質(zhì)細胞蛋白，與細胞外基底膜有密切關聯(lián)。通過形態(tài)學實驗，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基因都會導致小鼠的機械反應閾值下降，但是小鼠對傷害性熱刺激引起的反應沒有改變。在體鈣成像實驗揭示傷害性機械刺激會誘導小鼠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械刺激誘導的共激活現(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細胞中，SMOC2蛋白可顯著抑制ATP誘導的P2X7受體激活。DRG中注射P2X7受體拮抗劑，也可抑制傷害性機械性刺激誘導的DRG神經(jīng)元共激活，但并不會增強SMOC2的抑制作用。外周炎癥的情況下DRG中的SMOC2表達下降，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可抑制炎癥導致的神經(jīng)元共激活現(xiàn)象。本研究揭示了成纖維細胞SMOC2可通過抑制相鄰DRG神經(jīng)元的通訊而調(diào)控機械性痛覺，這是成纖維細胞調(diào)節(jié)痛覺的重要機制。
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)細胞（紅色），衛(wèi)星膠質(zhì)細胞包裹了DRG神經(jīng)元（藍色）
來自上海科技大學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隊共同合作完成，并獲得了國家自然科學基金委、中國科學院、廣東省科技廳、上海市科委、中國醫(yī)學科學院、深圳市三名工程、廣東省智能院實驗室建設等多個項目的支持。
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