德發(fā)明光控的神經(jīng)疼痛抑制劑QAQ

【資料簡(jiǎn)介】

德發(fā)明光控的神經(jīng)疼痛抑制劑QAQ
近日，慕尼黑大學(xué)的化學(xué)研究人員與伯克利和波多爾的同事合作在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，用一種像光感開關(guān)的藥劑有可能抑制痛覺敏感神經(jīng)的活動(dòng)。對(duì)于慕尼黑的研究人員來說，這個(gè)方法主要作為探索神經(jīng)生物學(xué)疼痛的有力工具。相關(guān)論文發(fā)表在2月19日的nature methods上。

化學(xué)生物學(xué)和遺傳學(xué)教授Dirk Trauner領(lǐng)導(dǎo)的慕尼黑大學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的這個(gè)系統(tǒng)是名為QAQ的化合物。該分子由兩個(gè)功能部分組成，每個(gè)功能部分都包含一個(gè)由雙鍵氮連接的季銨。因?yàn)榈p鍵的構(gòu)造可以通過光束改變，所以將氮氮雙鍵作為開關(guān)。特定波長(zhǎng)的光束照射會(huì)導(dǎo)致該分子從彎曲形式變?yōu)樯煺剐问剑渌馐恼丈鋵?dǎo)致相反的效果。

德發(fā)明光控的神經(jīng)疼痛抑制劑QAQ
一半的QAQ與*（lidocaine）一種活性類似物非常相似，利卡多因（lidocaine）是牙醫(yī)常用的局部麻醉藥。利卡多因（lidocaine）通過抑制皮膚上特定神經(jīng)細(xì)胞的受體活動(dòng)來阻礙疼痛知覺，這種受體對(duì)疼痛刺激做出反應(yīng)并向脊髓神經(jīng)傳送信號(hào)。

神經(jīng)受體是神經(jīng)細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子。它們調(diào)節(jié)著可變性孔在恰當(dāng)?shù)拇碳は麓蜷_，并作為帶電離子進(jìn)出細(xì)胞的通道。這種通道蛋白是QAQ的類利卡多因端的靶標(biāo)，它們通過允許帶正電荷的鈉離子進(jìn)入其自身的細(xì)胞，從而對(duì)熱做出反應(yīng)。這就改變了細(xì)胞膜內(nèi)外的電勢(shì)，zui終導(dǎo)致神經(jīng)脈沖的傳遞。

在他們的實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)QAQ可以滲透內(nèi)源性離子通道，從而可以進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞。這是至關(guān)重要的一步，因?yàn)镼AQ的作用位點(diǎn)處在目標(biāo)離子通道的內(nèi)表層。

并且，只有當(dāng)QAQ處于伸展構(gòu)型時(shí)，其類*（lidocaine）端才會(huì)與該作用位點(diǎn)結(jié)合。當(dāng)用波長(zhǎng)380納米的光束照射細(xì)胞時(shí)，氮氮雙鍵就會(huì)彎曲，信號(hào)傳輸大約在幾毫秒內(nèi)激活。而相反，波長(zhǎng)500納米的光速照射下，該分子會(huì)成為伸展形式并且恢復(fù)它的抑制作用。該研究的實(shí)驗(yàn)對(duì)象是一種動(dòng)物模式生物。

Trauner的團(tuán)隊(duì)一直致力于對(duì)這些技術(shù)的研究，通過這些技術(shù)可以利用光脈沖方法對(duì)活體動(dòng)物中的關(guān)鍵性生物學(xué)分子機(jī)器（如神經(jīng)受體）進(jìn)行控制。

研究人員把這種新方法主要作為神經(jīng)生物學(xué)研究特別是疼痛研究的一種工具。Dirk Trauner的博士生同時(shí)也是論文*作者之一的Timm Fehrentz說，作為治療方法應(yīng)用仍很遙遠(yuǎn)。因?yàn)?，改變QAQ結(jié)構(gòu)的單色光不能充分滲透人類的皮膚到達(dá)痛感神經(jīng)元。由于紅光更易于穿過皮膚，研究人員希望通過尋找可對(duì)波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅光起反應(yīng)的QAQ替代物來解決該問題。
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