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当前慢性疼痛研究多聚焦行为差异,未系统阐明分子区别。研究人员对 SNI、CCI、CFA 三种疼痛模型小鼠进行 RNA 测序。结果发现三种模型基因表达有异同,相关基因或成慢性疼痛研究潜在靶点,有助于精准研究不同疼痛类型。
在日常生活中,慢性疼痛就像一个 “顽固的幽灵”,悄无声息地缠上许多人。它可不只是简单的身体疼痛,还会严重影响人们的身心健康,让患者情绪低落、焦虑不安,甚至还和心血管疾病等其他全身性疾病有着千丝万缕的联系。同时,慢性疼痛也给社会带来了沉重的经济负担。为了更好地应对这个难题,深入了解慢性疼痛的发病机制,找到有效的治疗靶点就显得尤为重要。
目前,在慢性疼痛的研究领域,虽然已经建立了不少疼痛模型,像 spared nerve injury(SNI)模型、chronic constriction injury of the sciatic nerve(CCI)模型以及 complete Freund’s adjuvant - induced chronic inflammatory pain(CFA)模型等,但过往的研究大多集中在分析这些模型的疼痛行为上,对于它们在分子层面的差异,却缺乏系统深入的探究。比如,虽然有研究发现了 SNI 和 CFA 模型在 TRPV1 和 P3X3 离子通道上存在差异,但对于常用疼痛模型间基因表达的共性与差异,以及相关分子过程,还没有全面清晰的认识。
为了填补这一空白,遵义医科大学的研究人员勇敢地向这个难题发起了挑战。他们开展了一项针对 SNI、CCI 和 CFA 这三种广泛应用的慢性疼痛模型的研究,通过对小鼠脊髓腰膨大节段(L5 - L6)进行 RNA 测序(RNA - Seq),深入分析基因表达情况,试图从基因层面揭示这些模型的异同。最终,他们的研究成果发表在了《Brain Research》上。
这项研究意义非凡。它就像是为慢性疼痛研究领域点亮了一盏明灯,不仅让我们对不同慢性疼痛模型的分子机制有了更深入的理解,而且研究中发现的那些在三种模型中存在差异的基因,很可能成为未来慢性疼痛研究的潜在靶点,为开发更精准、更有效的治疗方法提供了重要线索。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先,选用健康的 7 - 8 周龄、体重 20 - 25g 的雄性 C57BL/6J 小鼠,在 SPF 级动物房饲养,按照相关伦理委员会批准的实验方案进行操作。然后,采用 Up and down 方法评估小鼠的机械缩足阈值(MWT),用 Hargreaves' 实验测试小鼠的热缩足潜伏期(TWL),以此来判断小鼠的疼痛敏感性。最重要的是,收集小鼠脊髓腰膨大节段(L5 - L6),提取总 mRNA 进行 RNA 测序,之后利用生物信息学方法,包括 GO 分析、KEGG 分析和 PPI 网络等,对差异表达基因进行深入分析。
下面来详细看看研究结果:
- 疼痛敏感性差异:通过对 SNI、CCI 和 CFA 模型小鼠的 MWT 以及 Hargreaves' 实验小鼠的 TWL 进行评估发现,这三种实验小鼠与 Sham 组相比,MWT 均有统计学意义上的显著差异(SNI vs Sham P < 0. 001 [-0.771, ?0.533];CCI vs Sham P < 0. 001 [-0.795, ?0.562];CFA vs Sham P <0. 001 [-0.783, ?0.562]),这表明三种疼痛模型小鼠都表现出了明显的机械和热痛超敏反应。
- 基因表达差异:在基因表达方面,研究人员发现三种疼痛模型之间存在共性和显著差异。与 Sham 组相比,三个模型共有 60 个差异基因,这些基因主要参与氧化磷酸化相关的生物学过程,比如 mt - Nd1 基因。在不同模型之间对比时,也有许多有趣的发现。与 CCI 相比,SNI 上调的基因与炎症反应相关(如 Ifi204、Ifi27),而下调的基因与基于微管的运动有关(如 Dnah7b、Hcmn1);与 SNI 相比,CFA 上调的基因与轴突发育相关(如 Oprm1、Gucy1a2、Syn3),下调的基因则与氧化磷酸化有关(如 Rpl41、Rpl21);与 CCI 相比,CFA 上调的基因涉及轴突发育(如 Zbtb16),下调的基因与氧化磷酸化有关(如 Cyp3a13) 。
从研究结论和讨论部分来看,此次研究揭示了氧化磷酸化的生物学过程与三种疼痛模型都有关系,其中 mt - Nd1 基因有可能成为慢性疼痛诊断和治疗的新潜在靶点。而且,通过对比发现,与神经病理性疼痛相比,炎症性疼痛模型与轴突发育和能量代谢的关联更为紧密;在神经病理性疼痛模型中,SNI 和 CCI 在干扰素介导的防御反应以及微管运动方面更为相似。这些结论为进一步研究不同类型的疼痛提供了关键的理论依据,有助于科研人员更有针对性地开展慢性疼痛的研究工作,为攻克慢性疼痛这一难题迈出了重要的一步。相信在未来,基于这些研究成果,科学家们能够研发出更有效的治疗慢性疼痛的方法,让那些深受慢性疼痛折磨的患者早日摆脱痛苦。