研究领域

愉悦触觉，痒觉，痛觉，本能行为，情绪传染，共情和亲社会行为

成果

陈宙峰的主要研究领域是躯体感觉的分子和神经机制，包括痒，痛，愉悦触觉。分子机制上，注重多肽和其受体 G偶联蛋白 GPCR的信使编码作用。

他的主要科学贡献包括：   

1. 首次发现编码传递痒觉特异性的神经多肽和脊髓回路

动物的生存依赖对外界环境的辨析和感知，以便及时做出相应的行为反应。躯体感觉（痛，痒，温度和触觉等）是最早进化的感觉之一，痒和痛都属于厌恶性的带负面情绪的感觉，目的是促使动物及时回避伤害性的物理，化学和环境刺激。过去对动物是否有专门传递痒信息的神经元一直存在争议，少数关于痒的研究也笼罩在疼痛研究的阴影之下。 

2007和 2009年，陈宙峰实验室在外周神经和中枢神经系统里发现痒基因胃泌素释放肽（ GRP）和受体（ GRPR）。 2009年，他的团队在脊髓中发现专门传递痒信息的神经元，从神经通路上，证明痒觉是一个独立于痛觉的感觉。这些发现，引起多个领域的关注和极大兴趣，从而开辟了痒觉的分子和神经机制研究的新领域。他的团队构建了全套关于 GRP和 GRPR的小鼠遗传工具，并对化学痒，机械痒，吗啡致 /治痒和慢性痒等的脊髓机制，进行了系统性的研究，使得在所有躯体感觉的脊髓机制里面，我们对痒觉的分子和神经机制了解最多也最全面。这些研究也对治疗慢性痒的转化，提供了重要的靶点和基础。

2. 首次发现编码传递愉悦触觉的神经多肽和受体

触觉可以大致分成分辨性和情感性两类。前者检测外界物质的物理属性（形状，压力，速度，资质和粗细等），而后者介导拥抱，亲吻，抚摸，按摩，理毛等引起情绪变化的行为。愉悦性触觉可以减轻压力，放松身体，减少焦虑，疼痛和孤独感，促进睡眠免疫功能，增强母子依恋，爱情，社会认同，和促进社交行为等。缺少愉悦触觉或母爱可能导致生理心理健康障碍，社恐行为 ,增加患精神疾病比如抑郁，自闭和精神分裂等的风险。传递情绪感受的愉悦性触觉的分子神经机制，因在动物里进行研究的困难性，长期以来一直被忽略。 

2022年，陈宙峰实验室首次建立定量测量小鼠愉悦性触觉的方法并发现编码传递愉悦触觉的神经多肽前动力蛋白 2（ Prokineticin 2, or PROK2），受体（ PROKR2）和脊髓里传递愉悦触觉的特异神经元。这些突破为这一重要但被忽略的领域开辟了全新的研究方向。这些发现还具有重要的临床意义。

以往对躯体感觉研究忽略各类信息如何从初级神经元传递到脊髓的中间神经元这一关键问题。基于对痒的愉悦触觉分子机制的研究，他首次提出神经肽编码理论。 认为初级感觉神经元里特定的神经肽编码各类慢性躯体感觉信息并传递到脊髓表达相应受体的中间神经元。神经肽编码理论强调神经肽及其受体 GPCR是编码传递各类慢性躯体感觉的重要信使，这类多肽也是大脑传递情感信息的神经递质（图 1）。

图一 ： 神经肽编码传递慢性躯体感觉的的假设

3. 首次发现一个全新介导传染性痒的视觉通路

传染性行为是动物界最普遍的从众和被动模仿行为之一，对于保持社会认同，同步，一致，归属，关系和生存都至关重要。众所周知，挠痒行为在人类和灵长类动物中具有传染性。 陈宙峰团队在世界上率先发现小鼠的传染性痒行为，并建立了客观检测传染性痒的行为范式 (图 2)。 

他发现小鼠的传染性瘙痒行为视交叉上核 (SCN)里的 GRP-GRPR信号介导。 SCN是一种昼夜节律起搏器，但普遍认为不具备图像视觉功能。 发现次皮层下隐藏着一个传递痒觉的视网膜 -ipRGCs-SCN-PVT视觉通路突破了传统教科书的观念，表明啮齿类动物的视觉系统在进化上不仅起源更早，也比以前认为的要复杂得多。有意思的是，他还发现传染性瘙痒传递一种有害环境的信息，而不仅仅是简单的作模仿。这种情绪传染，表明抓挠行为本身传递不利的社会环境（蚊子多等）以便同类做出预防性的应急挠痒行为。 这些突破常规的发现最终可以帮助我们理解同理心（共情）和利他助人行为等亲社会行为的演化和起源历史。

图二： 小鼠模仿挠痒的虚拟模型

荣誉

2017-2023 华盛顿大学医学院冠名讲席教授

媒体报道

1. 纽约时报中文版： 瘙痒和挠痒有什么科学依据吗？

2. 生物通：专访陈宙峰： Science ， Nature 解析痒的奥秘

3. 知识分子：痒！痒！痒！ 华人科学家首次发现挠痒痒也能传染

4. 赛科学： 痒的科学奥秘：从但丁、拿破仑到痒基因

5. 果壳：挠痒痒，为什么会越挠越痒？

6. Cell Press 对话科学家 : 别看！视觉传导会传染痒

7. 搜狐： 拥抱、牵手、爱抚为什么会让我们觉得好舒服？  

8. 生物谷： 首次鉴定出传递愉快触觉的神经回路和神经肽

招聘信息

1. 副研究员/助理研究员

2. 博士后 

3. 研究助理 

代表论文

1. Liu BL, Qiao LN, Liu K, Liu J, Piccinni-Ash, TJ , Chen ZF*.  Molecular and neural basis of pleasant touch sensation. Science, 2022

2. Gao F, Ma J, Yu YQ, Gao XF, Bai Y, Sun Yi, Liu J, Liu XY, Barry DM, Wilhelm S, Piccinni-Ash T, Wang N, Liu D, Ross RA, Hao Y, Huang X, Jia JJ, Yang Q, Zheng H, van Nispen J, Chen J, Li H, Zhang JY, Li YQ, Chen ZF*.  A non-canonical retina-ipRGCs-SCN-PVT visual pathway for mediating contagious itch behavior. Cell Rep, 2022

3. Chen ZF*.  A neuropeptide code for the itch. Nat Rev Neurosci, 2021

4. Barry DM, Liu XT, Liu BL, Liu XY, Gao F, Zeng XS, Liu J, Yang QY, Wilhelm S, Yin J, Tao AL, Chen ZF*.  Exploration of sensory and spinal neurons expressing gastrin-releasing peptide in itch and pain related behaviors. Nat Commun, 2020

5. Chen SH, Gao XF, Zhou YX, Liu BL, Liu XY, Zhang YF, Barry DM, Liu K, Jiao YF, Bardoni R, Yu WF, Chen ZF*.  A spinal neural circuitry for converting touch to itch sensation. Nat Commun, 2020

6.Yu YQ, Barry DM, Hao Y, Liu XT, Chen ZF*.  Molecular and neural basis of contagious itch behavior in mice. Science, 2017

7. Zhao ZQ, Liu XY, Jeffry J, Karunarathne WK, Li JL, Munanairi A, Zhou XY, Li H, Sun YG, Wan L, Wu ZY, Kim S, Huo FQ, MO P, Barry DM, Zhang CK, Kim JY, Gautam N, Renner KJ, Li YQ, Chen ZF*.  Descending control of itch transmission by the serotonergic system via 5-HT1A-Facilitated GRP-GRPR signaling. Neuron, 2014

8. Liu XY, Liu ZC, Sun YG, Ross M, Kim SI, Tsai FF, Li QF, Jeffry J, Kim JY, Loh HH, Chen ZF*.  Unidirectional cross activation of GRPR by MOR1D uncouples itch and analgesia-induced by opioids. Cell, 2011

9. Sun YG, Zhao ZQ, Meng XL, Yin J, Chen ZF*. Cellular basis of itch sensation. Science, 2009

10. Sun YG, Chen ZF*. Gastrin-releasing peptide receptor mediates the itch sensation in the spinal cord. Nature, 2007

11. Ding YQ, Marklund U, Yuan W, Wegman L, Ericson J, Deneris E, Johnson RL, Chen ZF*.  Lmx1b is essential for the development of serotonergic neurons. Nat. Neurosci, 2003