揭示梅斯納小體感知輕微觸覺機(jī)制

梅斯納小體（Meissner corpuscle, 也稱為觸覺小體）是密集分布在哺乳動物無毛皮膚上的機(jī)械感覺末梢器官。梅斯納小體的基本解剖結(jié)構(gòu)和支配它的Aβ（較大的胞體直徑和快速動作電位傳導(dǎo)）機(jī)械感覺神經(jīng)元已被廣泛描述。然而，人們對梅斯納小體以及支配它的Aβ機(jī)械感覺神經(jīng)元在觸覺相關(guān)行為、感覺運(yùn)動能力和觸覺感知方面的要求卻知之甚少。

缺乏腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）或其受體TrkB的小鼠具有一系列發(fā)育障礙，包括缺乏梅斯納小體。來自美國哈佛醫(yī)學(xué)院和斯坦福大學(xué)的研究人員推斷，將TrkB操縱限制在感覺神經(jīng)元與選擇性遺傳標(biāo)記方法相結(jié)合，將允許他們研究梅斯納小體的發(fā)育組裝及其在軀體感覺中的功能。在研究梅斯納小體發(fā)育時，他們發(fā)現(xiàn)有兩種類型的Aβ機(jī)械感覺神經(jīng)元支配梅斯納小體。他們評估了梅斯納小體對觸覺敏感度和精細(xì)感覺運(yùn)動控制的要求，以及支配該機(jī)械感覺末端器官的兩種Aβ機(jī)械感覺神經(jīng)元的解剖學(xué)、生理學(xué)和超微結(jié)構(gòu)特性。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2020年6月19日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Meissner corpuscles and their spatially intermingled afferents underlie gentle touch perception”。

感覺神經(jīng)元特異性敲除TrkB導(dǎo)致梅斯納小體完全喪失，而不影響小鼠無毛皮膚的其他機(jī)械感覺末端器官，包括Aβ機(jī)械感覺神經(jīng)元-梅克爾細(xì)胞復(fù)合物和帕西尼小體（Pacinian corpuscle，也稱為環(huán)層小體）。行為測量表明，缺乏梅斯納小體的小鼠在感知、對作用于無毛皮膚的最輕微的可檢測力作出的反應(yīng)和精細(xì)的感覺運(yùn)動控制方面存在缺陷。

遺傳標(biāo)記實(shí)驗(yàn)顯示，梅斯納小體由兩種類型分子上不同的Aβ感覺神經(jīng)元支配：一種表達(dá)TrkB，另一種表達(dá)酪氨酸激酶Ret。盡管支配著同一個末端器官，但是這兩種Aβ神經(jīng)元類型對觸覺刺激的反應(yīng)是不同的：TrkB陽性（TrkB+）的梅斯納小體傳入更敏感，在無毛皮膚的梯形壓痕的起始和偏移時都作出反應(yīng)，而Ret+ 梅斯納小體傳入則不太敏感，很少在梯形壓痕偏移時作出反應(yīng)。一些Ret+神經(jīng)元甚至在靜態(tài)壓痕刺激時有持續(xù)反應(yīng)。此外，這兩種Aβ機(jī)械感覺神經(jīng)元類型的軸突末端被發(fā)現(xiàn)是同型平鋪，但異型偏移。計算建模表明，這種解剖學(xué)安排**限度地提高了編碼敏銳度的可用信息，同時確保使用有限數(shù)量的神經(jīng)元完全覆蓋皮膚。最后，使用電子顯微鏡的超微結(jié)構(gòu)分析顯示，更敏感的TrkB+梅斯納小體傳入的軸突末梢比不太敏感的Ret+梅斯納小體傳入的軸突末梢具有更多數(shù)量的片狀細(xì)胞包裹。

這些研究人員作出的結(jié)論是，兩種同型平鋪但異型偏移的Aβ機(jī)械感覺神經(jīng)元具有不同的分子、生理和超微結(jié)構(gòu)特性，都支配著梅斯納小體，而梅斯納小體是感知作用于無毛皮膚的最輕微的可檢測力并作出行為反應(yīng)的基礎(chǔ)。