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人为什么会打喷嚏?今日《细胞》杂志在线发表的一篇论文为这个有趣的问题提供了潜在答案。由圣路易斯华盛顿大学(WUSTL)刘琴教授领衔的一支团队发现了“喷嚏反射”背后的神经学机理,有望让我们找到控制打喷嚏的方法。
在这个时节,减少打喷嚏有其重要意义。包括新冠病毒在内,许多病原体都通过空气传播。“一个喷嚏能产生两万个带有病毒的液滴,且能悬浮在空中长达10分钟,”刘琴教授点评道,“相比之下,咳嗽、几分钟的说话只能产生约三千个液滴。为了预防未来的病毒爆发,以及治疗由于过敏原引起的病理性喷嚏,理解打喷嚏背后的通路是非常重要的。”
说起来容易做起来难。早在20多年前,科学家们就已经在中枢神经系统里找到了能刺激打喷嚏的区域。然而20多年过去了,对于打喷嚏背后的细胞和分子生物学机理,研究人员们依旧知之甚少。
本研究负责人刘琴教授(图片来源:刘琴教授实验室官网)
为了填补这一空白,刘琴教授团队决定使用小鼠模型一探究竟。具体来看,研究人员们让小鼠接触雾化的辣椒素等能刺激打喷嚏的分子,然后观察背后的神经反应,以及筛选可能参与其中的信号分子。
先前,人们已经知道哪些神经细胞会对辣椒素起反应。通过分析这些神经细胞,科学家们找到了一类与辣椒素诱发的喷嚏有关联的鼻感觉神经元(nasal sensory neurons)。理论上说,这些神经元被激活后会告诉大脑:“我受刺激了,你赶紧打喷嚏。”
那么它们是怎么和大脑隔空喊话的呢?研究人员们进一步寻找这些神经元分泌的神经递质/神经肽,并找到了一种叫做“神经调节素B”(NMB)的分子。它可能就是传递“打喷嚏”信号的关键。
为了验证这个想法,研究人员们寻找哪些神经元可能对分泌的NMB具有敏感性,并去除了可能接受NMB信号的神经元。果不其然,小鼠的喷嚏反射就消失了。除此之外,研究人员们还发现即便保留这些神经元,但只要去除它们的NMB受体,同样可以抑制打喷嚏的反射。
有意思的是,当小鼠的这些脑区接触到NMB分子后,即便它们没有接触到能让它们打喷嚏的辣椒素或是其它过敏原,这些动物依旧会打喷嚏。
这些结果清楚地说明,NMB正是诱发打喷嚏的关键信号分子!
之后,这支团队进一步对机理进行了完善。他们指出那些接受NMB信号的神经元会映射到尾端腹侧呼吸群(cVRG)。当这些神经元被激活后