《Cell》说:“何以解忧,唯有吃喝……”

【字体: 时间:2018年03月26日 来源:生物通

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  你有头痛、肩颈痛、腰腿痛吗?也许饿一顿就好了!

  

痛,一个让人望而生畏的字。痛是有价值的,它能保护身体免受伤害,比如让人记住不要把手放进滚烫的热水。

去年《Brian》杂志发表了一篇文章,从遗传学角度解释了意大利某家族部分成员为什么对痛很不敏感(痛感:科学家们找到了一种能降低痛感的罕见单基因突变)。当研究人员问及“想恢复痛感吗?”,参与调查的6名志愿者回答“为什么?”

在当代,正常人往往更希望摆脱痛感,特别是受伤后发展出的持久的疼痛,让人在日常生活感到虚弱无助,并为此付出高昂代价。在自然环境中,疼痛引发的昏睡甚至会危及生命。

宾夕法尼亚大学的神经科学家在大脑中找到了抑制慢性疼痛的“旁门左道”——饥饿。

动物因为饥饿寻找食物时,慢性疼痛就会受到抑制。研究人员确定了负责将饥饿感优先于慢性痛感的300个脑细胞,这组神经元很可能将成为治疗疼痛的新靶点。

“在神经科学领域,我们很擅长一次只研究一个行为,”宾大文理学院的J. Nicholas Betley副教授说。“我们实验室研究的是‘饥饿’。我们知道哪些神经元能令你感到饥饿,操纵这些神经元监视它们的活动,这很容易。但是,在现实世界中,事情并没有那么简单。你不单单只有‘饿’这一个孤立的感受。因此,这项研究也是为了探索动物如何整合多个需求,才能得出最佳行为结论。”

“我们最初没有期望饥饿感会影响痛感,或者说影响得这么明显,”Amber L. Alhadeff说。“当行为展现在我们面前时,我们才意识到有道理:如果你是一只动物,大自然不管你受没受伤,你都必须克服困难,才能找到生存所需的食物。”

这项工作发表在《Cell》,Alhadeff 是文章的第一作者, Betley是通讯作者。

Betley实验室发现,24小时没进食的小鼠虽然仍会对突如其来的痛刺激做出反应,但它们对炎症引起的慢性疼痛的反应弱于喂饱了的小鼠,慢性疼痛通常涉及大脑神经回路的敏化作用。饥饿对小鼠行为的影响,类似消炎止痛药对小鼠的作用。

哪部分大脑负责处理饥饿和疼痛之间的交集?为了找到这部分脑区,研究人员通过实验手段打开了一组受饥饿激活的神经元,Agouti相关蛋白(agouti-related protein,AgRP)神经元。随后发现,这组神经元开启后慢性疼痛反应消失,急性疼痛反应保持完整。

研究人员逐一激活AgRP神经元的各个亚群,寻找整合炎性疼痛与饥饿细胞的“幕后操盘手”,最终发现只有刺激投射到臂旁核(parabrachial nucleus)的约300个AgRP神经元才能明显抑制炎性疼痛。

“我觉得最有趣的是,尽管脑内含有数十亿神经元,某些特定行为却仅由几百个神经元介导,”Betley说。

然而,实验做到这里还不足以发《Cell》,研究团队还进一步确认了选择性阻断炎性疼痛反应的神经递质,NPY。通过阻断NPY受体,小鼠不再受饥饿影响,重新恢复了疼痛反应。

至此,研究人员才真正对他们的发现感到兴奋。如果NPY也对人类起效,它将为改善慢性疼痛提供潜在临床价值,替代阿片类药物,只阻断慢性疼痛,而不影响急性疼痛。

“我们不想关闭所有疼痛反应,”Alhadeff说。“疼痛毕竟有其进化意义,我们只想靶向治疗炎性疼痛。”

“我们已经启动了一个理解行为优先原则的新思考模式,”Betley说。“并非所有信息都能漏入你的高级思考中心,大脑信息处理是有层次的,不同动机之间存在竞争。”

对于不太能忍受饥饿的同学,如果哪里痛,从这篇文章也能得到一点启示:当一个人废寝忘食地娱乐/学习/工作时,疼痛感可能会被暂时遗忘。顺着这个思路研究下去,发《Cell》指日可待。

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原文检索:A Neural Circuit for the Suppression of Pain by a Competing Need State

(生物通:伍松)

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