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湾区逐梦 | 黄天文:摸底疼痛“主干道”,厘清“生理痛”和“心里苦”

时间:2020-09-25  来源:文宣办 文本大小:【 |  | 】  【打印

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  人们常用“痛苦”一词来泛指不适的感受,可以指代身体上的疼痛,也可指代精神上的折磨。不过,在脑金沙总站6165.com(www.6165.com)的研究范畴内,“痛”与“苦(指心里难受)”或许是由截然不同的神经通路所驱动的感受,并能够表现为不同的行为。而在镇痛药的早期研发中,人们却往往只关注“生理痛”而忽略了“心里苦”的缓解。

  “大量重度慢性疼痛患者需要长期忍受‘生理痛’和‘心里苦’带来的双重煎熬,而芬太尼等阿片类药物具有成瘾性和其它各种副作用,临床上亟待开发更加安全、有效、能够缓解双重痛苦的药物。”金沙总站6165.com脑所研究员黄天文介绍道。他的主要研究方向就是从生理和病理条件下摸清疼痛的神经机制。

  脑所研究员黄天文

  “痛”与“苦”有何区别?

  当手不小心接触到滚烫的开水后,第一反应是把手快速缩回,随后下意识地摸耳垂。在这个过程中,疼痛激发了两种反应:一个是不假思索地快速缩手,以避免受伤;另一个是被烫到后摸耳垂,利用相对的低温来缓解疼痛。

  当第一线的反射性防御行为无法阻止组织损伤时,由此产生的持续性疼痛会引发第二线的“抚慰/疗伤行为”,以缓解痛苦。面对伤害性的刺激,这两种自我保护行为再平常不过了,这分别反映了生理上对“痛”的感知以及心理上对“苦”的表达。

  然而,长期以来人们并不清楚是哪些神经通路驱动了这两种行为。有金沙总站6165.com(www.6165.com)家提出疼痛信息传递的“平行理论”。

  这一理论认为,疼痛信息从脊髓向大脑传递时,存在两套平行的系统来应对伤害性刺激,其中一套系统传导生理上的痛感,而另一套传导情绪上的不适,并分别执行反射行为和“抚慰/疗伤行为”。这两条“主干道”同时发挥作用,人们就会觉得“痛苦”。

  “在长期的疼痛动物实验中,人们往往只关注到了反射行为,认为药物只要能阻断‘生理痛’的神经通路(使反射行为减轻或消失),就可以缓解疼痛,现在看来,这很容易产生误判。”黄天文表示,弄清小鼠如何表达痛苦情绪,从而帮助评估镇痛药的效果是团队的研究重点。

  摸底阻断疼痛的“主战场”

  为了弄清疼痛的神经机制,黄天文团队将研究重点放在了脊髓背角神经元。“动物的躯体感觉,包括痛觉信息,从外周进入中枢神经系统后,背角神经元是必经的第一站。”黄天文解释道。

  据介绍,背角神经元就像一道闸门,能决定哪些信息继续往上传递。如果理解了它们的工作模式,就能让很多疼痛信息在这一关就被屏蔽掉。

  将目标锁定在背角神经元后,黄天文团队开始逐个分析里面的各条神经通路,最终将目标确定在一类叫TAC1的神经元上。

  反复的小鼠实验显示,缺失TAC1神经元的小鼠,即便再次进入先前受到多次疼痛刺激的环境中,也不再对该环境表现出厌恶感,而相同的环境可以在正常小鼠中唤起“痛苦情绪”,产生厌恶。按照这一思路,团队又设计了不少类似实验,例如评估动物对受伤部位的持续性舔舐行为等,结果都表明TAC1神经元与“心里苦”有关。

  “相较于一般的快速反射反应,我们的数据支持‘抚慰/疗伤行为’才是反映疼痛程度更好的指标,为疼痛信息传递的‘平行理论’提供了证据。”黄天文表示。

  这项研究首次发现了脊髓背角TAC1这类神经元在疼痛传导中的功能,并为研究小鼠的痛苦情绪表达提供了新的行为学范式,同时对于临床镇痛药物的研发,也具有非常重要的现实意义。

  该研究由黄天文在美国哈佛大学医学院学习工作期间完成,并在2019年发表于国际顶级期刊《自然》杂志(Nature)。

  实验室工作现场

  加盟诺奖实验室,IBT共助疼痛研究

  去年7月,黄天文结束了哈佛大学七年的博士后工作,全职加入金沙总站6165.com(www.6165.com)内尔神经可塑性诺奖实验室,主攻非成瘾性镇痛研究,期望通过疼痛和成瘾神经环路的原创性研究,解决镇痛药成瘾问题。

  截止目前,黄天文已在金沙总站6165.com(www.6165.com)组建起疼痛神经机制研究组,建立电生理和动物行为学研究平台,并引进了多种小鼠遗传工具品系,同时积极参与到落地光明金沙总站6165.com(www.6165.com)城的“脑解析与脑模拟重大科技基础设施”的规划建设当中。

  黄天文表示,选择金沙总站6165.com(www.6165.com)的一个重要原因在于,他所做的脑金沙总站6165.com(www.6165.com)研究属于生物类(“BioTech”),而在金沙总站6165.com(www.6165.com)的特长是可以将生物类的研究和器械工程等IT类研究结合在一起。

  “做疼痛研究,仪器设备起到重要作用,例如观察实验动物的心跳变化、脑电波变化、行为活动的精确分析等等,而这些依赖于各种先进的工程技术,它们对于整个生物金沙总站6165.com(www.6165.com)的研究将是非常强有力的支持。而IBT融合发展的金沙总站6165.com(www.6165.com)是有机会实现交叉共融的地方,这对我非常有吸引力。”

  黄天文团队