果蝇体内影响神经敏感性的基因可以用在未来人类止痛药物的研发中

来源：

印第安纳大学

总结：

研究员们发现一套基因组，这套基因组在果蝇和人类的神经敏感性方面起着作用。这项研究可能对研发人类止痛药方面有所帮助。

印第安纳大学的研究员们在果蝇和人体中发现了同一组基因—包括一组名叫“烟雾报警器”—该组基因对神经敏感性有所影响。这项研究可能对研发人类止痛药方面有所帮助。

这项研究在名为《细胞报告》的期刊上发表，由印第安纳大学布卢明顿校区艺术与科学学院Linda and Jack Gill生物分子科学中心和生物学部教授W. Daniel Tracey Jr.撰写。

“我们研究是第一个全面评估一大组高水平基因在伤害感受神经元中的功能的，这些神经负责感知人体的疼痛，”Tracey说。“它代表了伤害和疼痛感知研究领域意义重大的一步。”

这篇文章的第一撰写人是日本筑波大学的Ken Honjo。Ken Honjo是杜克大学Tracey实验室项目成员之一。另一位撰稿人是Stephanie E. Mauthner，她是印第安纳大学布卢明顿校区的助理科学家。

一共36组有作用的基因，无论是过敏反应还是缺乏感觉的问题中，其中有20种在人体和果蝇身上都有发现。在人类身上发现的约70%的基因都在果蝇身上也发现了，这些基因来源于共同的祖先。

这36组基因是从275组基因中筛选出来的，这275组基因来源于Tracey实验室，她们在伤痛感知中表现突出，这些神经在身体受到强烈的外部刺激时会向大脑发出信号。

人脑将这些神经信号感知为疼痛。对于果蝇来说，这可能由机械刺激或者高热触发。调查中的36组基因中，22组基因在对高温的敏感感知中其作用；14组在钝感中起作用。

“第一组作用于抑制伤痛感知细胞，”Tracey说。“这很有趣，你可以想象你服用的药类似于一种抑制器，服用之后就能抑制疼痛。”

根据美国疼痛医学学会的数据，虽然基于感官接受，伤痛感知细胞能够触发痛感，Tracey说这些神经也可以在不由外部刺激触发的疼痛形式中起作用，包括慢性神经病理性疼痛，预计会作用于15亿人群，高达全球总人口量的4.5%。

当第一批研究人员把这些功能作用归因于大多数基因，Tracey的团队就有权命名这些基因组。那些和高温敏感性感知有关的基因都以一些高温下焚烧的物质命名，包括“黑huo药引线”，“桉树”，“点火剂”，“引爆索”（炸药中使用的一种引爆索），“喷气式发动机燃料”，“雷管”，“汽油”，“烟雾报警器”以及“捷宝”（美国一个炉具品牌）。

与耐热性有关的基因组命名也相似，包括“锅炉工”，“灭火器”，“火之舞者”，“火炉手套”，“金属架”和“长袍”（沙漠地区人民一种长度及踝的传统服饰）。

为了确认这些基因，Tracey的团队培养了多株果蝇，通过RNA抑制干扰每一种果蝇都有调查中的275个基因—通过RNA分子抑制特定基因。之后将果蝇幼虫暴露于两种温度之下—42和46摄氏度，通过满满的关东对越来越高的温度做出反应。如果在42摄氏度的温度下它们滚动很迅速，就表现为过敏反应；如果在46摄氏度的温度下都没有反应，则表现为钝感。

更多的是，Tracey说这些基因中由9个与钝感相关的基因导致这些果蝇的神经分支数量低于平均水平，或者说“神经的枝状突起”，这些神经将伤痛感知和人体体表联系在一起。这些急用中的两种和过敏反应有关，包括“烟雾报警器”，导致果蝇长出额外的神经分支。

这个分支行为产生的具体原因就是这项研究提出的新问题之一。更广泛的是，Tracey的团队旨在进行更深入的研究，检查这些基因在神经细胞中起作用的确切化学方式，为了能准确知道他们为什么会引起敏感性变化。

内容来源：

以上内容均再版自费雷德哈金森癌症疾病研究中心。注：材料内容和长度有所编辑

参考文献：

Ken Honjo et al. Nociceptor-Enriched Genes Required for Normal Thermal Nociception. Cell Reports, June 2016 DOI: 10.1016/j.celrep.2016.06.003