研究人员利用光线增加或降低疼痛敏感性

(bob游戏医学快讯)-斯科特·德尔普实验室的老鼠，不像它们的人类同伴，可以从黄色的光中得到疼痛的缓解。

现在这些老鼠正在帮助科学家进行研究疼痛——它是如何发生的，为什么会发生，以及为什么有些人感觉如此强烈，却没有明显的伤害。但是Delp博士，教授生物工程对于机械工程，他希望有一天他在这些老鼠身上所做的工作也可以帮助那些患有慢性疼痛的人。

“这是研究一个巨大的公共健康问题的一种全新方法，”德尔普说。“这是一种全新的工具，现在世界各地的神经科学家都可以使用。”

这些老鼠经过基因治疗后，拥有了可以被光控制的痛觉神经。一种颜色的光使老鼠对疼痛更敏感。另一种可以减轻疼痛。光线透过笼子底部的树脂玻璃照在老鼠的爪子上。

该研究结果于2月16日在网上发表自然生物技术．Delp是资深作者。主要作者是研究生Shrivats Iyer和Kate Montgomery。研究人员说，这项研究为未来关于疼痛、触觉和其他感觉本质的实验打开了一扇门，这些感觉目前尚不为人所知。

艾耶说:“我们可以给老鼠注射一针，两周后用光照射它的爪子，改变它感知疼痛的方式，这是非常强大的。”

例如，增加或减少这些小鼠的疼痛感觉可以帮助科学家理解为什么疼痛似乎在受伤愈合后继续存在。持续性疼痛会以某种方式改变这些神经吗?如果是这样，如何将它们恢复到没有受伤的状态，停止向大脑发送疼痛信息?

美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的领导人认为，这项工作可能对治疗疼痛有重要意义。“这种强有力的方法显示出巨大的潜力，可以帮助数百万遭受疼痛的人神经国家神经疾病和中风研究所疼痛政策顾问、国家卫生研究院疼痛联盟负责人琳达·波特说。

研究人员利用了一种称为光遗传学的技术，该技术将一种称为视蛋白的光敏蛋白插入神经中。光遗传学是由Delp的同事Karl Deisseroth博士开发的，他是这篇论文的合著者。他使用这项技术来激活啮齿动物大脑的特定区域，以更好地了解大脑的功能。戴瑟罗斯是生物工程、精神病学和行为科学的教授，也是霍华德休斯医学研究所的研究员。

Delp对肌肉和运动很感兴趣，他认为光遗传学不仅可以用于研究大脑，还可以用于研究大脑外的许多神经。这些神经控制着我们全身的运动、疼痛、触觉和其他感觉，也与肌萎缩性侧索硬化症(也被称为卢伽雷氏病)等疾病有关。

几年前，斯坦福大学的Bio-X项目鼓励像这样的跨学科项目，支持Delp和Deisseroth利用光遗传学来控制刺激肌肉的小鼠神经。德尔普说，在做这项工作的过程中，他当时的一个学生迈克尔·卢埃林(Michael Llewellyn)偶尔会发现，他会把视蛋白放在发出疼痛信号的神经上，而不是控制肌肉的神经上。

那次事故引发了新的研究方向。“我们想，哇，我们得到了疼痛神经元——这可能真的很重要，”德尔普说。他建议蒙哥马利和艾耶把注意力集中在那些疼痛神经上，这些神经是肌肉运动的副产品。

这项工作的一个关键组成部分是一种快速将视蛋白纳入神经的新方法老鼠．研究小组从一种病毒入手，这种病毒被改造成含有产生视蛋白的DNA。然后他们将这些改良过的病毒直接注射到老鼠的神经中。几周后，只有控制疼痛的神经加入了视蛋白，并对不同颜色的光做出反应，会放电，或不太可能放电。

该研究的作者说，病毒方法的速度使其非常灵活，无论是对于这项工作还是未来的研究。研究人员正在开发具有不同性质的新型视蛋白。(目前视蛋白对光谱中偏蓝色一端的光有反应，这种光不会深入到身体组织中)斯坦福Bio-X研究员Montgomery说:“因为我们使用了病毒方法，在未来，我们可以迅速转向并使用更新的视蛋白。”

Delp说，如果没有斯坦福大学支持跨部门合作的环境，这个横跨生物工程、神经科学和精神病学的整个项目是不可能发生的。该研究的疼痛部分得到了NeuroVentures的支持，这是Bio-X内部孵化的一个项目，旨在支持神经科学与工程学或其他学科的交叉。这个项目非常成功，它已经分拆成斯坦福神经科学研究所，德尔普现在是该研究所的副所长。

Delp说，在这些实验产生的新药物和医疗技术为人们所用之前，还有许多挑战要面对，但他一直把这作为一个目标。

他说:“从头开始开发一种新的疗法将是非常有益的。”“大多数人在他们的职业生涯中都没有机会做到这一点。”