光遺傳學研究發現激活傷害感受器能夠啟動和放大炎症

2020-11-25 科學網

光遺傳學研究發現激活傷害感受器能夠啟動和放大炎症

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/9/24 13:38:04

洛桑聯邦理工Stphanie P. Lacour、蘇黎世理工Qiuting Huang和哈佛醫學院/波士頓兒童醫院Clifford J. Woolf研究組，通過光遺傳學研究發現激活傷害感受器能夠啟動和放大炎症。 該研究於2020年9月21日發表於《自然—生物技術》。

研究人員報告了一種神經技術，用於選擇性神經外膜光遺傳學（epineural optogentic）神經調節傷害感受器，並證明傷害感受器激活會驅動保護性疼痛行為和炎症。無線光電系統由亞毫米級發光二極體組成，該發光二極體嵌在柔軟的周圍神經坐骨神經植入物中，由微型頭戴式控制單元供電和驅動。在自由移動、只在傷害感受器表達channelrhodopsin的老鼠上，光刺激神經元軸突會導致疼痛的行為特徵，反映出順行的脊髓的輸入。

在沒有炎症的情況下，它還會導致皮膚中的免疫反應，並且由於傷害感受器周圍末端的抗皮膚活化，導致已建立的炎症得到加強。這些結果揭示了傷害感受器和免疫細胞之間的聯繫，可能對於炎症治療產生影響。

據了解，通過有害刺激激活傷害感受器會同時引起疼痛以及感覺神經元的毛細血管通透性和血液流動的增加，產生神經源性炎症。然而，傷害感受器是否也與免疫系統相互作用仍知之甚少。

附：英文原文

Title: Epineural optogenetic activation of nociceptors initiates and amplifies inflammation

Author: Frdric Michoud, Corey Seehus, Philipp Schnle, No Brun, Daniel Taub, Zihe Zhang, Aakanksha Jain, Ivan Furfaro, Outman Akouissi, Rachel Moon, Pascale Meier, Katia Galan, Benjamin Doyle, Michael Tetreault, Sbastien Talbot, Liam E. Browne, Qiuting Huang, Clifford J. Woolf, Stphanie P. Lacour

Issue&Volume: 2020-09-21

Abstract: Activation of nociceptor sensory neurons by noxious stimuli both triggers pain and increases capillary permeability and blood flow to produce neurogenic inflammation1,2, but whether nociceptors also interact with the immune system remains poorly understood. Here we report a neurotechnology for selective epineural optogenetic neuromodulation of nociceptors and demonstrate that nociceptor activation drives both protective pain behavior and inflammation. The wireless optoelectronic system consists of sub-millimeter-scale light-emitting diodes embedded in a soft, circumneural sciatic nerve implant, powered and driven by a miniaturized head-mounted control unit. Photostimulation of axons in freely moving mice that express channelrhodopsin only in nociceptors resulted in behaviors characteristic of pain, reflecting orthodromic input to the spinal cord. It also led to immune reactions in the skin in the absence of inflammation and potentiation of established inflammation, a consequence of the antidromic activation of nociceptor peripheral terminals. These results reveal a link between nociceptors and immune cells, which might have implications for the treatment of inflammation. 

DOI: 10.1038/s41587-020-0673-2

Source: https://www.nature.com/articles/s41587-020-0673-2

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