2022年5月18日，广东省智能科学与技术研究院（简称：广东省智能院）张旭院士实验室（躯体感觉神经网络研究组）与李昌林研究员实验室（躯体感觉神经系统发育与疾病研究组）在国际学术期刊《神经科学杂志》(The Journal of Neuroscience)上发表了题为“Fibroblastic SMOC2 Suppresses Mechanical Nociception by Inhibiting Coupled Activation of Primary Sensory Neurons”的学术文章。文章利用原位杂交、免疫组化、在体钙成像记录、行为学等实验方法首次解析了成纤维细胞分泌的SMOC2蛋白在维持机械性痛阈值中的作用及分子机制。该研究对理解机械痛的细胞分子机制具有重要意义。

伤害性信息由背根节（dorsal root ganglia, DRG）中的感觉神经元侦测和传导。最近我们通过单细胞测序揭示在DRG中有多种细胞类型，包括：感觉神经元、卫星胶质细胞、雪旺氏细胞和成纤维细胞等。SMOC2是成纤维细胞分泌的基质细胞蛋白，与细胞外基底膜有密切关联。通过形态学实验，我们发现SMOC2蛋白包裹了DRG神经元及粘附的卫星胶质细胞组成的功能单元。SMOC2基因的敲除或在DRG中特异性敲减SMOC2基因都会导致小鼠的机械反应阈值下降，但是小鼠对伤害性热刺激引起的反应没有改变。在体钙成像实验揭示伤害性机械刺激会诱导小鼠DRG中出现相邻感觉神经元的共激活现象，SMOC2基因敲除后伤害性机械刺激诱导的共激活现象会显著增加，而DRG中直接注射外源性SMOC2蛋白可逆转该现象。通过免疫共沉淀实验，我们发现SMOC2蛋白虽不能直接作用于缝隙连接蛋白Connexin 43，但可作用与ATP的受体P2X7。在HEK293细胞中，SMOC2蛋白可显著抑制ATP诱导的P2X7受体激活。DRG中注射P2X7受体拮抗剂，也可抑制伤害性机械性刺激诱导的DRG神经元共激活，但并不会增强SMOC2的抑制作用。外周炎症的情况下DRG中的SMOC2表达下降，相邻DRG神经元形成的群组数目会显著增加。DRG中给予SMOC2可抑制炎症导致的神经元共激活现象。本研究揭示了成纤维细胞SMOC2可通过抑制相邻DRG神经元的通讯而调控机械性痛觉，这是成纤维细胞调节痛觉的重要机制。

SMOC2 (green) surrounds SGCs (FABP7, red), which encapsulate neurons (NEUN, blue) in the DRGs

SMOC2（绿色）包饶着卫星胶质细胞（红色），卫星胶质细胞包裹了DRG神经元（蓝色）

来自上海科技大学的博士生张硕为论文的第一作者，广东省智能院的张旭院士和李昌林研究员为论文的共同通信作者。该项工作由广东省智能院与中科院上海高等研究院的团队共同合作完成，并获得了国家自然科学基金委、中国科学院、广东省科技厅、上海市科委、中国医学科学院、深圳市三名工程、广东省智能院实验室建设等多个项目的支持。

文章链接：https://www.jneurosci.org/content/42/20/4069