科學家通過靶向鈉通道成功逆轉慢性疼痛
據美國國家衛生研究院估計,有1 億美國人(約占美國人口的三分之一)患有慢性疼痛。雖然每年超過5000 億美元的經濟負擔已經有據可查,但人們對其對心理健康的廣泛影響以及阿片類藥物成癮的增長研究得越來越多。因此,科學家們迫切希望開發出有效的、非阿片類藥物的、基於基因的方法來破壞慢性病患者的疼痛信號傳導,希望能在沒有任何負面副作用的情況下大大改善患者的生活質量。
NaV1.7 鈉離子通道與塌縮素反應介導蛋白2 (CRMP2) 之間相互作用的藝術表現形式Samantha Perez-Miller 和Rajesh Khanna/紐約大學
紐約大學(NYU)牙科學院疼痛研究中心開發出了一種新型靶向療法,通過一種基因工程來緩解疼痛。
紐約大學牙科學院疼痛研究中心主任兼分子病理生物學教授拉吉什-汗(Rajeesh Khan)說:”目前對新的疼痛治療方法有很大的需求,包括化療引起的神經病變的癌症患者。我們的長期目標是開發出一種基因療法,患者可以接受這種療法來更好地治療這些疼痛病症,並改善他們的生活質量”。
他們的研究結果與眾不同之處在於,它間接靶向了NaV1.7鈉通道,該通道位於疼痛檢測神經的末端,是迄今為止解決慢性疼痛的大量研究的重點。科學家們並沒有試圖阻斷鈉通道,以破壞沿著這些痛覺神經傳遞的信息,而是通過一種名為CRMP2的蛋白質間接調控鈉通道。
Khanna說:”我們的研究標誌著在了解NaV1.7鈉離子通道的基本生物學特性方面向前邁出了一大步,可以利用它來緩解慢性疼痛。CRMP2與鈉離子通道’對話’並調節其活性,允許更多或更少的鈉離子進入通道。”
他補充說:”如果通過抑制Nav1.7和CRMP2之間的相互作用來阻斷兩者之間的對話,我們就能減少鈉離子的進入量。這樣神經元就會安靜下來,疼痛也會減輕。”
研究人員在NaV1.7 通道內找到了CRMP2 與之結合以調節其活性的區域。有趣的是,這種蛋白質並沒有與其他鈉離子通道結合,這表明它有一種獨特的能力,可以破壞這一通路,從而達到治療目的。
Khanna說:”這讓我們非常興奮,因為如果我們去掉NaV1.7通道的這一特殊部分,CRMP2的調節作用就會喪失。”
在一項動物實驗中,科學家們從該通道中提取出與該結合區相對應的多肽,並將其插入腺相關病毒中,將其輸送到神經元中,從而破壞NaV1.7的功能。給患有慢性疼痛(如對觸覺、冷熱敏感以及化療引起的周圍神經病變)的小鼠注射這種經過改造的病毒後,動物的疼痛需要一周到十天的時間才能逆轉。
他們還測定了它對靈長類動物和人類細胞的抑制能力。研究小組提醒說,還需要做更多的工作,但他們相信研究的成功將轉化為對人類的治療。
Khanna說:”我們找到了一種方法,利用一種經過改造的病毒–其中含有一小段來自我們所有人都有的蛋白質的遺傳物質–感染神經元,從而有效治療疼痛。我們正處於基因療法的突破邊緣,這種在慢性疼痛中的新應用只是最新的例子。”
這項研究發表在《自然科學院院刊》(PNAS)上。