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神经性疼痛严重影响患者生活质量,现有镇痛药存在诸多弊端。研究人员以小鼠为模型,开展线粒体裂变与融合对神经性疼痛影响的研究。结果表明,调控线粒体裂变与融合可缓解小鼠神经性疼痛,为疼痛治疗提供新靶点,意义重大。
在神经的世界里,疼痛是一种复杂而棘手的 “信号”,尤其是神经性疼痛,给无数患者带来了身心折磨。目前临床常用的镇痛药,像吗啡等阿片类药物,虽然止痛效果显著,却如同 “双刃剑”,长期使用会产生依赖性,疗效逐渐降低,还会对呼吸和血液循环系统造成不良影响。因此,寻找新的治疗靶点和方法迫在眉睫。
为了攻克这一难题,郑州大学的研究人员开展了一项关于 “调控线粒体裂变与融合改善小鼠神经性疼痛” 的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,建立慢性压迫损伤(CCI)小鼠模型模拟人类神经性疼痛;运用 Von Frey 测试和 Hargreaves 测试评估小鼠的机械和热痛敏感性;通过 Western blot 检测线粒体裂变与融合相关蛋白的表达;利用透射电镜观察线粒体的超微结构变化;还使用了背根神经节(DRG)微注射、鞘内注射等技术干预相关蛋白的表达或活性 。
研究结果如下:
- CCI 对线粒体相关蛋白及形态的影响:CCI 诱导小鼠产生疼痛行为,同时 DRG 神经细胞中线粒体裂变蛋白动力相关蛋白 1(Drp1)表达增加,融合蛋白视神经萎缩蛋白 1(OPA1)和线粒体融合蛋白 2(MFN2)表达下降。线粒体形态也发生改变,变得更圆,周长和面积减小,数量增多,网络结构被破坏。
- OPA1 过表达的作用:通过腺相关病毒(AAV)介导 OPA1 过表达,发现能减轻 CCI 小鼠的疼痛敏感性,增加线粒体体积、周长和面积,促进线粒体融合 。
- 线粒体融合抑制剂 MYLS22 的作用:使用 MYLS22 抑制线粒体融合,导致小鼠机械和热痛敏感性增加,线粒体碎片化,表现为线粒体变小、数量增多、周长和面积减小、互连性降低。
- 线粒体裂变抑制剂 Mdivi-1 的作用:给予 Mdivi-1 抑制 Drp1,可减轻 CCI 小鼠的疼痛,促进线粒体融合,使线粒体体积增大、数量减少、周长和面积增加、互连性提高。
- 对氧化应激的影响:CCI 导致 DRG 神经细胞中活性氧(ROS)水平升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性降低。OPA1 过表达和 Mdivi-1 注射可降低 ROS 积累,提高 SOD 活性;而 MYLS22 处理则加剧氧化损伤,增加 ROS 积累,降低 SOD 活性。
研究结论和讨论部分指出,线粒体裂变与融合的关键调节因子 Drp1 和 OPA1 在神经性疼痛中出现紊乱,是导致线粒体功能障碍的主要原因。通过增加 OPA1 表达或抑制 Drp1 活性,可以恢复线粒体稳态,减轻氧化应激,有效缓解小鼠神经性疼痛症状。这一研究为神经性疼痛的治疗提供了新的潜在靶点和方向,未来有望基于此开发新型镇痛药物,将线粒体动力学调节的基础研究成果应用于临床实践,为广大神经性疼痛患者带来新的希望 。