eLife新发现：胆固醇在疼痛感知中起着重要作用

沃特海姆UF斯克里普斯研究所的研究表明，细胞膜中过量的胆固醇可能会干扰疼痛的控制。

　　

当你磕到脚趾或撞到头时，你知道摩擦伤口可以减轻疼痛。但这是如何发生的呢?Scott B. Hansen博士实验室的一项新研究表明，对细胞施加的物理压力可以减少疼痛信号，而细胞膜上过多的胆固醇团块会干扰这一过程。

这项研究由赫伯特·韦特海姆UF斯克里普斯生物医学创新与技术研究所进行，发表在科学杂志《eLife》上

Hansen和他同事的发现之所以重要，有几个原因。他们首次表明，细胞膜脂质或脂肪有助于在承受压力和力量后将电脉冲送入细胞。这项研究阐明了疼痛信号从受伤部位到大脑的路径，并将许多相关的生物参与者联系起来。重要的是，这项研究显示了细胞膜中过量的胆固醇是如何干扰疼痛控制的。

“过量的胆固醇是许多疾病和失调的一个特征，包括糖尿病和衰老疾病，这可以解释为什么我们在这些群体中看到更多的慢性疼痛。”

他补充说，这项研究还进一步证明，构成细胞膜的脂肪分子需要结构来履行它们的许多职责。

“最初，科学认为只有蛋白质具有功能结构，看起来脂类也可以加入其中。”

细胞是由脂肪外膜包裹着水基内膜构成的。然而，先进的显微镜和其他新技术揭示了细胞膜不仅仅是一个脂肪囊。相反，它是传感器、毛孔、通道、受体和胆固醇团块的复杂集合，由精确排列的脂肪分子固定在适当的位置。

Hansen说:“细胞膜中有两种脂肪，一种是液体，像橄榄油，另一种含有胆固醇，是微小的、坚硬的团块，更像猪油。”“我们不知道这些脂肪可能在疼痛信号中发挥作用。”

要感到疼痛，首先必须感觉到受伤。其次，受伤信息必须转化为能够快速传遍全身并被大脑解读的信号。脂质结构似乎能感知力并将其转化为信号。这个信号可以帮助激活身体自身的止痛反应——只要没有干扰——减轻疼痛的严重程度。

科学家们之前已经记录了一种名为PLD2的机械力感应酶在这些步骤中的作用，以及它激活一种名为TREK-1的止痛钾通道的能力。目前尚不清楚PLD2和TREK-1是如何被细胞膜激活的。PLD2缺乏感知张力的能力，这是机械传感器的典型工作方式。由于技术上的限制，膜脂没有被考虑进去，也许是因为人们对它们知之甚少。

Hansen说:“直到最近，对这些含胆固醇的脂质团块(也称为脂筏)的研究一直很困难，因为它们太小了，无法用普通的光学显微镜看到。”

Hansen和他的同事利用一种特殊的显微镜，记录了几种细胞类型的压力和拉伸，或“剪切”，导致那些脂肪分子的变化，暂时改变了细胞激活疼痛缓解的能力。对老鼠和果蝇的研究也证实了他们的发现。

Hansen说，这项研究提出了有趣的问题，并为更多的研究提供了机会。许多蛋白质与这些脂质结构有关，包括与阿尔茨海默病和炎症有关的蛋白质。了解炎症是否会影响细胞膜胆固醇结构，尤其是脑细胞中的胆固醇结构，可能对理解疼痛与炎症之间的联系也很重要。

“慢性疼痛患者迫切需要新型的非阿片类疼痛疗法。了解是什么因素设定了疼痛的阈值，是实现这一目标的重要一步。”