一个通道参与疼痛感还可以抑制它

疼痛是好的。这是身体的方式阻止动物伤害本身或重复一个危险的错误。但有时使人虚弱的感觉可以。所以进化设计方法来控制反应在某些情况下。

加州大学圣芭芭拉分校的研究人员发现果蝇的通路从热量减少疼痛的感觉。值得注意的是,只有单个神经元两边的动物的大脑控制响应。更重要的是,分子负责抑制这种感觉在成年苍蝇在飞幼虫有着相反的作用。出现在令人惊讶的结果当代生物学。

果蝇的大脑大约有数百万倍神经元比我们的少。”但我们没有预料到,一双单神经元会有这样一个重要的角色在痛苦压制,”克雷格Montell资深作者说,达根教授和特聘教授的分子、细胞和发育生物学。

“我们称之为“Epione”,或Epi神经元,希腊女神的舒缓疼痛,”第一作者Jiangqu Liu表示Montell实验室的博士后研究员。

作者阐明一个点。“疼痛是一种解释,”Montell说。“哈代打后从队友赢得可能感觉很好,但不是从一个恶霸在操场上。既然我们不能问果蝇高温的解释,更准确的术语是“伤害感受”,指人体感官有害刺激,然后继电器信息诱导一种回避反应。”

人类是众所周知的在某些情况下能够抑制疼痛。然而,科学家们不太了解抑制伤害感受的苍蝇,这对于感官的研究则是劳力。Montell和他的实验室想确定苍蝇有这样一个系统,如果是这样,找到相关的神经元和理解机制。

研究人员关注痛觉反应热量。他们首先需要一种方法来衡量动物对高温。他们把苍蝇放在热板,测量了数10秒内跳下。几乎所有的飞跳38°C之间,44°C(大约100°F到111°F)。现在团队出发,看看他们能识别神经元抑制厌恶的高温,并减少跳响应。

定位的神经元

作者想知道所涉及的神经元抑制热疼痛可能表达一个特定的神经肽。神经肽是有点像神经递质,除了神经递质调节相邻神经元,而神经肽可以有更多的系统性影响。因此他们影响许多行为。不同的神经元会表达不同的神经肽。Liu Montell及其合著者使用DNA片段控制开车35种神经肽的表达基因表达的蛋白质激活神经元。

的35个不同组的神经元,一个明显减少了果蝇从热板的倾向。这些神经元产生神经肽AstC,哺乳动物相关化合物,有助于抑制人类的痛苦。

然后研究人员表示,这组基因编码一种光敏频道神经元。这使他们使用光激活神经元。正如预期的那样,刺激这些神经元减少苍蝇”热板跳下来的倾向。

作者然后使用DNA的一部分,控制AstC而不是控制的表达绿色荧光蛋白的基因。现在,他们终于可以看到哪一个神经元被激活。当他们发现只触发一个神经元两侧大脑的神经元(Epi)抑制疼痛的反应。

寻找触发

一旦团队发现神经元负责抑制热疼痛,他们好奇的Epi神经元是否热敏的自己,或者得到一个信号从其他神经元。

研究人员表示一个基因编码一个蛋白质时,会发出荧光钙离子涌入Epi神经元。他们发现,钙含量增加随着温度的上升,即使他们使用化学阻断神经元之间的沟通。这些发现表明,Epi神经元直接感应高温。

研究人员确定一个特定的神经元细胞膜离子通道的Epi负责检测热量。这个通道,称为无痛,TRP通道家族的一员。在感觉TRP通道有广泛的角色,包括温度的感觉。事实上,无痛也需要热痛觉过敏在苍蝇的幼虫。“所以无痛可以有相反的角色在应对有毒热,“Montell说。“在某些神经元,所需的通道是动物逃离炎热的温度,而在Epi神经元,无痛需要抑制痛觉过敏。这是一个有趣的和令人惊讶的扭。”

“这是第一次,据我所知,TRP通道是发现有毒热不引起疼痛的感觉,但抑制它,“Montell补充道。

回顾一下:作者发现,有一种机制来抑制热痛觉过敏在苍蝇,他们发现这是由单个神经元,叫做Epi神经元。他们还发现,Epi神经元直接回应热量,这种能力取决于之前所知TRP通道称为无痛,在苍蝇的幼虫可以触发伤害感受。该小组还发现,热激活Epi神经元直接导致他们释放的神经肽AstC。这种化合物与AstC-R1受体结合在其他哺乳动物opiod相关受体的神经元。

该小组计划进一步研究途径参与这个anti-nociception响应。例如,他们希望确定函数的神经元下游的表达AstC-R1。他们的工作提出了一个问题,是否热活化TRP通道可能抑制痛觉过敏在哺乳动物。如果是这样,Montell嫌疑人将被发现在我们的四肢,而不是大脑,因为哺乳动物保持一个恒定的内部温度,不同果蝇。