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Nature:利用蜘蛛毒液鉴定出肠易激综合征疼痛新靶标---NaV1.1离子通道

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来源:生物谷 2016-06-09 09:49

在一项新的研究中,研究人员利用蜘蛛毒液鉴定出一种特定的蛋白(即NaV1.1离子通道)参与传递机械性疼痛,而这种疼痛就是肠易激综合征患者经历的疼痛类型。

2016年6月9日/生物谷BIOON/--蜘蛛帮助澳大利亚和美国研究人员发现肠易激综合征(irritable bowel syndrome)疼痛的一个新靶标。

在一项新的研究中,来自澳大利亚昆士兰大学、阿德莱德大学、弗林德斯大学和美国加州大学旧金山分校、约翰霍普金斯大学医学院、威斯康星医学院的研究人员利用蜘蛛毒液鉴定出一种特定的蛋白参与传递机械性疼痛,而这种疼痛就是肠易激综合征患者经历的疼痛类型。相关研究结果于2016年6月6日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“Selective spider toxins reveal a role for the Nav1.1 channel in mechanical pain”。

昆士兰大学分子生物科学研究所疼痛研究中心研究员Glenn King教授说,这一发现是朝开发针对性治疗方法的目标上迈出的关键性一步。

他说,“蜘蛛毒液是一种有效的工具用于研究人体的疼痛信号传递。”

“蜘蛛产生毒素杀死猎物,同时保护自己免受捕食者的捕食,而抵御捕食者最有效的方法就是让它们感觉到剧痛。”

“蜘蛛毒液因此应当充满激活我们体内的痛感神经的分子,这就允许我们通过研究哪些神经当接触到蜘蛛毒素时会被激活来发现新的疼痛通路。”

研究人员发现一种被称作NaV1.1的离子通道(神经组织和肌肉组织中的一种蛋白)被蜘蛛毒液激活,其中之前已发现NaV1.1离子通道与癫痫相关联,这提示着它也在感知和传递疼痛中发挥着重要作用。

进一步研究揭示出NaV1.1存在于肠道的痛感神经中,能够引发病理性腹痛,比如肠易激综合征患者感觉到的那种疼痛。

当前在阿德莱德大学从事研究的Stuart Brierley副教授,很快将成为弗林德斯大学的一名马修-弗林德斯研究员(Matthew Flinders Fellow),说道,每5个澳大利亚人中就有1人患上肠易激综合征,症状包括腹痛、腹泻和便秘。

Brierley说,“肠易激综合征对个人和卫生系统带来极大的负担,但是当前还没有有效的治疗方法。”

“相反,肠易激综合征患者被建议避免接触将导致他们的症状突然发作的触发物。”

“鉴定出NaV1.1在传递慢性疼痛中发挥的至关重要作用是开发新疗法的第一步。”

研究人员目前正在开发阻断NaV1.1以便缓解肠易激综合征疼痛的分子。(生物谷 Bioon.com)

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Selective spider toxins reveal a role for the Nav1.1 channel in mechanical pain

doi:10.1038/nature17976

Jeremiah D. Osteen, Volker Herzig, John Gilchrist, Joshua J. Emrick, Chuchu Zhang, Xidao Wang, Joel Castro, Sonia Garcia-Caraballo, Luke Grundy, Grigori Y. Rychkov, Andy D. Weyer, Zoltan Dekan, Eivind A. B. Undheim, Paul Alewood, Cheryl L. Stucky, Stuart M. Brierley, Allan I. Basbaum, Frank Bosmans, Glenn F. King & David Julius

Voltage-gated sodium (Nav) channels initiate action potentials in most neurons, including primary afferent nerve fibres of the pain pathway. Local anaesthetics block pain through non-specific actions at all Nav channels, but the discovery of selective modulators would facilitate the analysis of individual subtypes of these channels and their contributions to chemical, mechanical, or thermal pain. Here we identify and characterize spider (Heteroscodra maculata) toxins that selectively activate the Nav1.1 subtype, the role of which in nociception and pain has not been elucidated. We use these probes to show that Nav1.1-expressing fibres are modality-specific nociceptors: their activation elicits robust pain behaviours without neurogenic inflammation and produces profound hypersensitivity to mechanical, but not thermal, stimuli. In the gut, high-threshold mechanosensitive fibres also express Nav1.1 and show enhanced toxin sensitivity in a mouse model of irritable bowel syndrome. Together, these findings establish an unexpected role for Nav1.1 channels in regulating the excitability of sensory nerve fibres that mediate mechanical pain.

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