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中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心張旭院士研究組在最新一項研究中揭示了傷害性熱刺激引起疼痛的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制，相關(guān)研究成果日前在線發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《神經(jīng)元》。據(jù)悉，該論文隨后將以封面論文形式印刷發(fā)表。

傷害性刺激溫度（過熱和過冷）、機(jī)械和化學(xué)刺激可以引起疼痛和逃避反應(yīng)，從而保護(hù)機(jī)體不再受到傷害。長期以來，神經(jīng)科學(xué)界廣泛認(rèn)為熱痛信號的傳導(dǎo)與瞬時受體電位陽離子通道V1（TRPV1）等溫度感受器有關(guān)，然而實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明這些溫度感受器只是部分地參與熱痛傳導(dǎo)，提示可能存在未知的熱痛傳導(dǎo)和調(diào)控機(jī)理。

這項研究發(fā)現(xiàn)成纖維細(xì)胞生長因子13（FGF13）是熱痛的關(guān)鍵調(diào)控分子，揭示了FGF13對電壓門控鈉通道Nav1.7的調(diào)控作用是熱痛的全新分子細(xì)胞生物學(xué)機(jī)理。張旭研究組應(yīng)用單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組和在體電生理記錄技術(shù)，將背根節(jié)軀體感覺神經(jīng)元分為10種類型，包含6種主要的傷害性機(jī)械與熱感覺神經(jīng)元類型，并觀察到在成年小鼠神經(jīng)系統(tǒng)中FGF13選擇性地在各類傷害性機(jī)械與熱感覺神經(jīng)元中高表達(dá)，在其他神經(jīng)組織和神經(jīng)元中表達(dá)水平較低。研究團(tuán)隊制備了在背根節(jié)傷害性感覺神經(jīng)元中特異性地敲除FGF13基因的小鼠，發(fā)現(xiàn)這些FGF13缺失小鼠選擇性地完全失去對傷害性熱刺激（大于43oC）的反應(yīng)，而對傷害性機(jī)械性刺激等感覺保持正常。功能磁共振成像（fMRI）揭示傷害性感覺神經(jīng)元缺失FGF13導(dǎo)致大腦對傷害性熱刺激反應(yīng)大幅度下降，明確了與熱痛感知、記憶和情緒相關(guān)的腦區(qū)。研究人員還發(fā)現(xiàn)FGF13和Nav1.7相互作用、增加Nav1.7電流。傷害性熱刺激增加FGF13與Nav1.7相互作用，從而維持細(xì)胞膜上Nav1.7的數(shù)量，使神經(jīng)元在傷害性熱刺激下產(chǎn)生持續(xù)性動作電位發(fā)放，向中樞神經(jīng)系統(tǒng)傳遞痛信息。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)FGF13與Nav1.7的結(jié)合位點(diǎn)在Nav1.7的羧基端，阻斷FGF13與Nav1.7的結(jié)合也可以減輕熱痛。因此，F(xiàn)GF13可以通過作用于Nav1.7調(diào)控?zé)嵬础?/span>

專家認(rèn)為，這項研究成果不僅發(fā)現(xiàn)在傷害性機(jī)械與熱感覺神經(jīng)元中表達(dá)的FGF13選擇性地調(diào)控?zé)嵬矗⑶医沂綟GF13作用于Nav1.7是熱痛傳導(dǎo)的關(guān)鍵機(jī)制，突破了目前痛覺理論的概念性認(rèn)識，并且提供了新的鎮(zhèn)痛藥靶分子。

據(jù)悉，這項工作是由助理研究員楊柳、博士后董飛和研究團(tuán)隊在張旭研究員指導(dǎo)下完成，中科院上海臨床研究中心博士后楊青在陳麗敏和徐富強(qiáng)（中科院武漢物理數(shù)學(xué)所）研究員指導(dǎo)下完成小鼠腦成像研究，鮑嵐研究員（中科院生物化學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)研究所）和程曉陽副研究員（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院）參與指導(dǎo)細(xì)胞生物學(xué)和電生理研究。這項研究工作得到中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（B類）、國家自然科學(xué)基金和上海市科技專項的資助。（來源：科學(xué)網(wǎng) 黃辛）

參考資料

[1] 神經(jīng)元，張旭等揭示傷害性熱刺激引起疼痛的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制

[2] 科學(xué)網(wǎng)，張旭等揭示傷害性熱刺激引起疼痛的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制