生物通报道：神经科学顶级期刊Neuron是Cell Press杂志社出版的Cell杂志姐妹期刊。近期出版的Neuron接连发表了中国学者的两项成果：内源性钠-钾泵激动剂调节痛觉信息传递，以及orexin对运动行为的调控作用。

神经元消耗能量，通过钠-钾泵（Na+, K+-ATPase），在细胞浆中浓集钾离子并排出细胞内的钠离子，从而维持细胞膜内外的钠、钾离子浓度梯度，调控细胞膜电位和兴奋性，对调节神经元功能起十分重要的作用。然而，人们一直不清楚除了ATP、钠和钾离子对钠-钾泵的驱动作用，以及一些神经递质、激素通过它们的受体间接地调节钠-钾泵活性以外，身体内是否存在可以直接激动钠-钾浆的物质，并对神经系统功能进行调节。

来自神经科学研究所张旭研究员的博士后李开诚、研究生张方雄、李昌林和王烽等共同完成的研究论文，发现了传导痛觉的背根节神经元可以释放一种名为滤泡素抑制素样蛋白1（follistatin-like 1, FSTL1）的蛋白质，通过激动初级感觉传入神经纤维上的钠-钾泵，调节痛觉等感觉信息的传递。

研究人员通过一系列的实验发现，传导痛觉的背根节神经元高表达FSTL1，并且通过清亮小泡将FSTL1运输至脊髓内的传入神经终末释放，直接与位于感觉传入神经终末突触前膜上的钠-钾泵α1亚基相结合，增强钠-钾泵活性，使细胞膜超级化，从而对感觉传入神经终末的兴奋性突触传递起抑制性调控作用。课题组与南京大学模式动物研究所高翔教授的科研团队密切合作，制备了当时国内第一例条件式敲除小鼠，在背根节神经元中特异性敲除了FSTL1的基因。研究发现FSTL1条件式敲除小鼠兴奋性突触传递增强，痛觉敏感度增强。因此，FSTL1作为第一个被发现的内源性钠-钾泵激动剂，对于保持正常的躯体感觉是必需的，FSTL1减少则会导致异常痛觉。该发现表明内源性钠-钾泵激动剂可以通过调控突触传递对神经系统功能起重要的影响。

另外一篇文章中，来自南京大学生命科学学院，生物医药技术国家重点实验室的研究人员发现一种小分子神经肽对机体经前庭外侧核介导的躯体姿势、运动平衡和负趋向性等相关运动行为的调控作用，挑战了传统理论，这不仅有利于认识这种神经，而且对于深入理解猝倒症的发病机制具有重要的临床指导价值。

这种小分子神经肽即新近发现的Orexin，Orexin因其强烈的促食欲作用而得名。已经发现，起源于下丘脑外侧区/穹窿周区的中枢orexin能神经系统在机体能量代谢、药物成瘾、奖赏和情绪反应等许多非躯体性活动中发挥重要功能。有趣的是，orexin缺乏可致人和动物发生嗜睡-猝倒症（narcolepsy-cataplexy），一种表现为白天无法用意志控制的过多睡眠发作以及毫无预警的突然昏睡或猝倒。该病遍发于世界各地，且不分年龄种族。猝倒发作时患者虽意识清醒，但却因躯体肌肉张力的突然消失而瘫倒，并短暂丧失任何运动和行为能力，因而是一种极危险的运动性疾病。近年来，对orexin在睡眠觉醒和嗜睡症发作中的作用已日渐了解，但对其在躯体运动控制和猝倒症发病机制中的作用仍知之甚少，而对猝倒症也没有有效的治疗手段。

在这篇文章中，研究人员发现orexin能够直接兴奋大鼠皮层下肌张力调控中枢前庭外侧核（lateral vestibular nucleus）的主神经元并增强其敏感性，进而调控机体经前庭外侧核介导的躯体姿势、运动平衡和负趋向性等相关运动行为。特别有趣的是，内源性orexin对前庭外侧核运动调控的作用，在动物面临运动挑战（motor challenge）而非静息或一般运动时显得尤为关键；并且，动物面临的运动挑战愈大，这种来自下丘脑的orexin能神经调控对经前庭外侧核介导的运动执行就愈显得关键。该项工作不仅揭示了orexin对中枢运动结构有直接的兴奋性作用，而且强烈地提示：对中枢运动结构的orexin能神经支配缺失和/或功能紊乱很可能是orexin缺陷导致猝倒症的重要病因之一。

这项研究结果挑战了orexin缺陷导致猝倒症的病因是由于其影响中枢睡眠觉醒系统或奖赏系统的传统理论，为揭示中枢orexin能神经系统新的生理功能——运动调控提供了直接的证据。研究果不仅对于全面认识orexin的生理功能具有重要的基础理论意义，而且对于深入理解猝倒症的发病机制具有重要的临床指导价值，有助于临床治疗新策略、新药物和新靶点的研发。

原文摘要：

Follistatin-like 1 Suppresses Sensory Afferent Transmission by Activating Na+,K+-ATPase

Highlights
FSTL1 is expressed in DRG and secreted via small vesicles at afferent terminals
FSTL1 binds to the α1 subunit of Na+,K+-ATPase and elevates its activity
FSTL1 suppresses the synaptic transmission by activating Na+,K+-ATPase
FSTL1 is required for maintaining the normal threshold of somatic sensation

Summary
Excitatory synaptic transmission is modulated by inhibitory neurotransmitters and neuromodulators. We found that the synaptic transmission of somatic sensory afferents can be rapidly regulated by a presynaptically secreted protein, follistatin-like 1 (FSTL1), which serves as a direct activator of Na+,K+-ATPase (NKA). The FSTL1 protein is highly expressed in small-diameter neurons of the dorsal root ganglion (DRG). It is transported to axon terminals via small translucent vesicles and secreted in both spontaneous and depolarization-induced manners. Biochemical assays showed that FSTL1 binds to the α1 subunit of NKA and elevates NKA activity. Extracellular FSTL1 induced membrane hyperpolarization in cultured cells and inhibited afferent synaptic transmission in spinal cord slices by activating NKA. Genetic deletion of FSTL1 in small DRG neurons of mice resulted in enhanced afferent synaptic transmission and sensory hypersensitivity, which could be reduced by intrathecally applied FSTL1 protein. Thus, FSTL1-dependent activation of NKA regulates the threshold of somatic sensation.

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