文 | 脑声常谈

碰到滚烫的杯子，手会瞬间缩回来。被蚊子咬了一口，会忍不住去抓。这些身体的本能反应，你每天都在用，却从没想过一个问题：“烫”和“痒”的信号，是怎么从脊髓传到大脑的？

来自中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的窦艳侬副研究员、孙衍刚研究员团队做了一项专门研究，标题为《 Transcriptomic and spatial organization of mouse spinal cord projection neurons 》，相关成果于2025年12月29日发表在《Cell Reports》期刊上。

该研究结合逆行标记、单细胞转录组等技术，在小鼠颈髓中鉴定出 15 种脊髓投射神经元亚型，含 3 种未被发现的 GABA 能抑制性亚型，明确了各亚型的空间分布、全脑投射模式，发现不同亚型在疼痛和痒觉处理中分工不同，还解析了其分子特征，为解析躯体感觉信息处理的分子和细胞机制奠定了核心框架。 

怎么画这张地图？

研究者用逆行标记技术，然后对这群细胞做单细胞RNA测序，逐个分析它们的身份特征。结果发现了15种转录组亚型：12种是谷氨酸能神经元（兴奋型），3种是GABA能神经元（抑制型）——这是第一次在脊髓投射神经元里明确鉴定出抑制性亚型。

更关键的是，传统用来标记神经元的基因，在不同亚型里存在广泛重叠——也就是说，以前靠几个基因标记，根本分不清谁是谁。而这项研究找到了各亚型的特异性分子标记，比如Phox2a只标记其中一种叫S6的亚型。

它们分布在哪儿？

找到15种信使后，下一个问题是：它们在脊髓的什么地方？

研究者用MERSCOPE空间转录组技术，对141个基因进行原位检测，绘制出15种亚型在颈髓的分布图谱。结果发现，每种亚型都有明显的层状偏好性：S6、S11主要在脊髓最浅的Ⅰ层，S3、S14在较深的Ⅴ-Ⅹ层。

研究者按空间位置重新命名，分为：外侧核投射神经元，浅层背角投射神经元，深层背角投射神经元，腹角投射神经元。建立了兼具分子特征和空间位置的命名体系，让亚型的定位更直观清晰。

它们往哪儿传？

选取 3 种特异性亚型，构建 Cre 小鼠系并结合高清荧光显微光学切片断层扫描，绘制其全脑投射图谱，发现不同亚型投射模式差异显著，如 dPN1 主要投射至同侧后脑，latPN 广泛投射至前、中、后脑。对 latPN 亚型单神经元重构发现，同亚型内单个神经元的投射强度和靶区选择仍存在多样性，无法通过群体投射分析发现，说明脊髓投射神经元的信号传递网络比预想中更复杂。

它们管什么感觉？

用活性依赖的逆行转录组测序，给被疼痛激活的神经元做标记，发现latPN、dPN8等亚型只被伤害性疼痛激活，dPN1、dPN4同时被痛觉和痒觉激活。用化学遗传学抑制Sncg+latPN亚型，发现它们只调控无害机械感觉，和痒觉无关。

那3个新发现的GABA能抑制性亚型呢？它们主要投射到ECU/CU（脑干的特定区域），与靶区神经元形成直接的GABA和甘氨酸能抑制性突触，也就是说这类亚型可抑制大脑特定区域的神经活动。

全文总结

该研究通过单细胞转录组、空间转录组、全脑投射追踪等多技术结合，系统解析了小鼠颈髓投射神经元的分子多样性、空间组织特征和全脑投射模式，首次鉴定出 3 种 GABA 能抑制性亚型并明确其功能，揭示了不同亚型在疼痛、痒觉等躯体感觉处理中的特异性分工，还解析了各亚型的分子调控特征，构建了颈髓投射神经元的分子 - 空间 - 功能综合图谱，为深入理解躯体感觉信息的脊髓 - 大脑传递机制提供了全新的研究基础。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116717