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痛苦和痒在盘子里

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美国斯克里普斯研究所(TSRI)科学家领导的一个研究小组发现了一种将人体皮肤细胞转化为特殊的神经元的简单方法,该神经细胞可以检测到疼痛,痒,触觉和其他身体的感觉。这些神经元也受脊髓损伤的影响,并涉及弗里德赖希共济失调,这是一种破坏性的,目前无法治愈的神经退行性疾病,主要是对儿童造成伤害。

这个发现允许在实验室中对这一大类的人类神经元及其感觉机制进行相对简单的研究。由这种方法产生的“诱导感觉神经元”也应该用于测试潜在的治疗疼痛,瘙痒和相关疾病的新疗法。

“继TSRI教授Ardem Patapoutian教授的研究工作之后,他发现许多基因赋予这些神经元温度,疼痛和压力的选择性反应,我们发现了一种从人体中产生感觉神经元的方法,在他们的“正常”细胞环境中表达,“TSRI的Dorris神经科学中心研究员Kristin K. Baldwin副教授说。 “这种方法是快速,强大和可扩展的。因此,我们希望这些诱导感觉神经元能够让我们的小组和其他人识别能够阻止疼痛和痒的新化合物,并且更好地理解和治疗神经退行性疾病和脊髓损伤。“

Baldwin小组的报告显示为在线出版物在自然神经科学在2014年11月24日。

在寻找一个更好的模式

神经元,可以用新技术通常居住在称为背脊神经节(DRG)沿着外脊柱群。 DRG感觉神经元将它们的神经纤维延伸到身体各处的皮肤,肌肉和关节,在那里它们以各种方式检测温和的触摸,痛苦的触摸,热,冷,伤口和炎症,诱发痒的物质,化学刺激物,振动,膀胱和结肠,甚至有关身体和四肢如何定位的信息。最近这些神经元也与衰老和自身免疫性疾病有关。

由于收获和培养成人神经元的困难,大多数关于DRG神经元的研究已经在小鼠中完成。但是,在理解这种广泛的“体感”系统的人类版本中,小鼠的使用有限。研究助理Kevin T. Eade的联合主要作者,鲍德温实验室的博士候选人乔尔·W·布兰查德(Joel W. Blanchard)说:“小鼠模型并不代表人类完全多样化的反应。

一个新的身份

对于这项新的研究,研究小组使用细胞重编程技术(类似于那些用于将皮肤细胞重编程为干细胞的技术),从被称为成纤维细胞的普通皮肤细胞中产生人类DRG型感觉神经元。

为了开始,科学家们检查了以前的实验,并确定了几个转录因子 - 开启大量基因活动的管理蛋白 - 这对未成熟神经元发育成成人感觉神经元的能力似乎是至关重要的。他们发现转录因子Brn3a加Ngn1或Brn3a加Ngn2的组合将胚胎小鼠成纤维细胞的显着百分比重新编程为看起来和起作用的成熟DRG型感觉神经元。 Eade说:“我们添加的化合物包括激活DRG神经元上的疼痛受体的辣椒素,以及激活冷感受器的薄荷醇,并且看到我们的诱导神经元的亚组像真正的DRG神经元一样活跃。

引人注目的是,虽然小鼠研究表明,不同的转录因子对于产生疼痛和瘙痒感觉神经元相对于压力和肢体位置神经元而言是不同的重要的,但在盘中,这些因子产生三种主要亚型的相同数目。

迈向“个性化医疗”

使用相同的食谱 转录因子,该团队能够将难以重编程的成人人成纤维细胞转化为DRG神经元。转化率较低,但诱导的神经元似乎与从胚胎小鼠成纤维细胞产生的天然对应物一样。

Blanchard说:“我们当然可以根据需要放大这些诱导神经元的数量。

这个壮举意味着科学家现在可以比较容易地研究来自许多不同人的DRG感觉神经元,以更好地理解人类感官反应和感觉障碍的多样性,并推进“个体化医疗”方法。 Blanchard说:“我们可以开始了解个人对疼痛,寒冷,痒等的独特反应。

来源:EurekAlert

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