科学家们早就知道p53蛋白,它的突变是引发许多不同类型癌症发病的一个关键因素。然而,其未突变的形式却可以预防癌症。
这篇近期发表在世界上最老的神经学期刊Brain杂志上的论文研究了聚集在脊柱底部附近的特殊神经细胞。该研究得益于,研究人员利用了一个极其罕见的机会——安德森癌症中心的癌症患者在手术中摘除了这些被称为背根神经节(dorsal root ganglia,DRG)的神经细胞。
研究人员对疼痛状态和性别不同的患者背根神经节细胞中RNA表达的变化进行了分类。利用RNA测序,分析DRG细胞上产生的一系列有潜力的生化途径,据此设计镇痛药。
“由于很多地方都未实施这个手术,所以我们的采样量,21位患者,听起来不是很多,”该文章的通讯,达拉斯大学行为和大脑科学学院的神经科学教授Ted Price博士说,“但是,与以往任何使用RNA测序的人类慢性疼痛研究相比,这个样本量都是巨大的。”
当神经细胞损伤引起慢性疼痛时,它被认为是神经性疾病。例如幻肢综合征、中风引起的疼痛以及与糖尿病相关的“针扎”感觉。
“周围神经细胞通常会因为一些外部刺激而放电——在你被烧伤,或者你的手指被捏时,等等,”该研究的三位共同之一,达拉斯分校的研究人员Pradipta Ray说。“有时候,神经元会在没有电流刺激的情况下持续放电,让人持续疼痛。”
“如果这些细胞在没有任何刺激的情况下放电,我们称之为自发活动,”Price说。“通过定位疼痛传播的生物物理管道,我们已经在这项研究中迈出了重要的一步。”
Ray的部分工作是计算神经基因组学,为未来的研究分析确定高质量的目标基因。
“大约有50到100个基因看起来非常有希望,”他说。“它们中的三分之二在疼痛中的作用不是模糊不清,就是一无所知。我根据这些基因作为生物标记物或治疗靶点的潜力对它们进行了排名,并列出了我们团队和整个世界要进一步研究的前10名。这些基因属于参与免疫信号和免疫反应的网络,在男性和女性中表达不同。”
虽然没有办法从大多数慢性疼痛患者身上提取和分析DRG,但研究人员相信可能存在具有相同标记物的替代细胞。临床前模型已经暗示了免疫细胞,如T细胞——更容易从病人身上取样——可能这就是替代细胞。
“神经元和免疫细胞都是高度个体特异性的,” Ray说。“它们保留了发生在你身上所有事情的历史——也许是一个很长的故事。如果免疫细胞的变化与神经细胞的变化相同,那么医生就可以获得这段历史,然后医生就可以为个别病人确定最佳的治疗方法。”
Tae Hoon Kim博士对该项目进行了RNA测序和分析。“我实验室的专业知识补充了Ted Price在疼痛领域的专业知识,”达拉斯分校自然科学与数学学院生物科学副教授Kim说。“据我所知,这是首次广泛研究慢性疼痛如何影响活体DRG基因表达的研究,因此它非常重要,应该具有广泛影响。”
Price先前的研究中有一个反复出现的主题,在这些新的研究结果中重新出现,他称之为两性慢性疼痛的“显著”差异。
“我们看到了男性和女性不同的疼痛机制的广泛性,慢性疼痛也有不同的机制,”Price说。“DRG细胞中激活基因的特征在性别和疼痛状态上差异更大。”
Price说,这项研究的结果表明,以前从动物研究中得出的许多结论在总体上是正确的,但缺乏精确性。
“然而,当你做治疗的时候,是需要关注细节的,”他说。“许多基于动物模型的药物实际上是有效的,但有意想不到的副作用,因此它们没有得到批准。对于这些药我现在有了一个更好的主意。”
Price说,他的团队“对如何设计更好的治疗方法和临床前实验充满了想法”。他希望德克萨斯州的神经细胞生物学家和神经的系统科学家之间的合作最终会成就疼痛研究的里程碑。
“我想10年后,当我回顾我发表的论文对我产生的影响时,这篇文章会脱颖而出。”他说,“我希望到那时,我们正在设计更好的临床试验,将性别作为一个生物学变量,并且我们了解男性和女性慢性疼痛的不同驱动力。”
参考资料:
Electrophysiological and tranomic correlates of neuropathic pain in human dorsal root ganglion neurons
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来源:生物通
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