“痛抑痛”与痛觉有关的通道也可以抑制痛觉

　　

疼痛是好事。这是身体防止动物伤害自己或重复危险错误的一种方式。但有时这种使人衰弱的感觉会成为阻碍。因此，进化已经设计出了在某些情况下抑制这种反应的方法。

加州大学圣巴巴拉分校的研究人员在果蝇体内发现了一种途径，这种途径可以减少高温带来的疼痛感。值得注意的是，动物大脑两侧只有一个神经元控制这种反应。更重要的是，在成年果蝇中负责抑制这种感觉的分子在果蝇幼虫中却起着相反的作用。这一惊人的结果发表在《Current Biology》杂志上。

果蝇大脑的神经元比人类大脑的神经元少一百万倍。“然而，我们没有预料到一对神经元会在疼痛抑制中发挥如此重要的作用，”通讯作者Craig Montell说。

Montell实验室的博士后、第一作者Jiangqu Liu说：“我们称它们为‘Epione’，或Epi神经元，代表希腊舒缓疼痛的女神。”

作者很快就澄清了一点。“疼痛是一种解释，”Montell说。“在一场胜利后，队友狠狠地拍你的背可能会让你感觉很棒，但在操场上被一个恶霸拍就不一样了。因为我们不能问果蝇对高温的解释，一个更准确的术语是‘伤害感受’，它指的是身体如何感知到潜在的有害刺激，然后传递信息以诱导回避反应。”

众所周知，人类在某些情况下能够抑制疼痛。然而，科学家们对果蝇的伤害感觉抑制知之甚少，而果蝇是感官研究的主力。Montell和他的实验室想要确定果蝇是否有这样一个系统，如果有的话，定位涉及的神经元并了解其机制。

研究人员关注的是对热的伤害感受。他们首先需要一种方法来测量动物对高温的反应。他们把果蝇放在一个热盘子上，并测量了10秒内跳下来的果蝇数量。几乎所有的果蝇都在38°C到44°C之间跳跃。现在，研究小组开始研究他们是否能识别出抑制对高温的厌恶并减少跳跃反应的神经元。

定位神经元

作者想知道参与抑制热痛的神经元是否表达了一种特殊的神经肽。神经肽有点像神经递质，除了神经递质在相邻的神经元之间进行调解，而神经肽可以有更全身的作用。结果，它们影响了许多行为。不同的神经元倾向于表达不同的神经肽。Liu, Montell和他们的合著者使用控制35种不同神经肽基因表达的DNA片段来驱动激活神经元的蛋白质的表达。

               

Epi神经元

在35组不同的神经元中，有一组明显减少了果蝇从热板上跳下来的倾向。这些神经元产生神经肽AstC，这与哺乳动物的一种化合物有关，这种化合物有助于人类抑制疼痛。

然后，研究人员在这组神经元中表达了光敏通道的基因编码。这使他们能够用光激活神经元。正如预期的那样，刺激这些神经元减少了果蝇从热板上跳下来的倾向。

然后，作者使用控制AstC表达的DNA片段来代替控制绿色荧光蛋白的基因。现在他们终于可以看到哪些神经元被激活了。那时他们发现，只触发大脑两侧的一个神经元(Epi神经元)就能抑制伤害性反应。

找到触发点

一旦研究小组发现了负责抑制热痛的神经元，他们就很好奇Epi神经元本身是否具有热敏性，还是从其他神经元接收信号。

研究人员表达了一种编码蛋白质的基因，当钙离子涌入Epi神经元时，这种蛋白质会发出荧光。他们发现，钙水平随着温度升高而升高，即使他们使用了一种化学物质来阻止神经元之间的交流。这些结果表明Epi神经元直接感知高温。

研究人员确定，Epi神经元细胞膜上的一个特定离子通道负责探测热量。这个通道被称为无痛通道，是TRP通道家族的一员。TRP通道在感觉中有广泛的作用，包括温度感觉。事实上，果蝇幼虫的热痛觉也需要无痛。“因此，无痛在对有毒热量的反应中可以发挥相反的作用，”Montell说。“在一些神经元中，该通道是动物逃离高温所必需的，而在Epi神经元中，需要无痛通道来抑制伤害感觉。这是一个有趣而令人惊讶的转折。据我所知，这是第一次发现TRP通道感知有害热量，而不是引起伤害性反应，而是抑制它。”

回顾一下:作者发现果蝇有一种抑制热痛觉的机制，他们发现这是由一对被称为Epi神经元的神经元介导的。他们还发现Epi神经元直接对热做出反应，这种能力依赖于先前已知的TRP通道，称为无痛通道，它实际上可以触发果蝇幼虫的伤害感觉。研究小组还发现，热量直接激活Epi神经元，导致它们释放神经肽AstC。然后，这种化合物结合到与哺乳动物阿片受体相关的其他神经元中的AstC-R1受体。

研究小组计划进一步研究这种抗痛觉反应的途径。例如，他们希望确定在表达AstC-R1的神经元下游起作用的神经元。他们的工作提出了一个问题，即热激活的TRP通道是否也可能抑制哺乳动物的伤害感觉。如果是这样，Montell怀疑它可能在我们的四肢而不是大脑中发现，因为哺乳动物保持恒定的内部温度，不像果蝇。