가지치기 통증: 통증 민감도와 관련된 단백질이 확인되었습니다

요약: Kif2a 단백질은 감각 뉴런의 “정원사” 역할을 하여 축삭 성장을 조절합니다. 이러한 가지치기 과정은 통증 민감도를 관리하는 데 필수적입니다. 유전자 변형 쥐에 Kif2a가 없으면 축삭 밀도가 증가하고 시간이 지남에 따라 통증 민감도가 증가했습니다. 그러나 보상 메커니즘은 장기적으로 통증 민감도를 감소시켜 만성 통증 관리에 대한 잠재적인 통찰력을 제공합니다.

중요한 사실:

1. Kif2a 단백질은 감각 뉴런의 축삭 성장을 조절하여 통증 민감도에 영향을 미칩니다.
2. Kif2a가 없으면 축삭 밀도가 증가하고 통증 민감도가 증가합니다.
3. 보상 메커니즘은 궁극적으로 시간이 지남에 따라 통증 민감도를 감소시킵니다.

원천: 와이즈만 과학 연구소

햇빛을 감지하기 위해 하늘까지 뻗어 있는 나무 꼭대기처럼, 신체 내부와 주변에서 일어나는 일에 대한 정보를 수집하는 역할을 하는 우리의 감각 뉴런은 축색돌기라고 알려진 길고 복잡한 연장선으로 성장합니다.

이러한 확장은 신체 전체에 퍼져 다양한 자극에 반응하여 다양한 감각을 전달합니다. 하지만 시간이 지나도 이 넓은 공간이 거칠어지지 않도록 하는 끊임없는 정원사는 누구입니까?

에 발표된 연구에서 셀 보고서Weizmann Institute of Science의 생물분자과학과 분자신경과학부의 Avraham Yaron 교수와 그의 팀은 신경 말단을 청소하는 역할을 하는 조절 단백질을 발견했습니다.

통증 민감도를 조절하는 메커니즘을 밝히는 연구 결과는 만성 통증 관리에 대한 새로운 접근 방식을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.

감각 뉴런의 세포체는 척추와 나란히 성장하며, 각각이 적절하게 기능하기 위해 각각의 축색돌기를 성장시킵니다. 축색돌기는 생성될 때 두 부분으로 나누어집니다. 한 가지는 중추신경계 방향으로 자라며, 다른 하나는 중추신경계 방향으로 자랍니다. 또 다른 가지는 중추신경계 방향으로 자랍니다. 다른 것들은 신체의 다른 부분으로 확장됩니다.

이 축은 엄청나게 길 수 있습니다. 가장 긴 것은 척추 기저부에서 발가락까지 이어집니다. 피부의 바깥층에 도달하면 열, 통증, 촉각 및 기타 자극을 모니터링하는 복잡한 “나무 머리”로 더 나뉩니다.

2013년 연구에서 Yaron 연구팀은 Kif2a로 알려진 세포의 골격 조절 단백질 중 하나가 쥐 배아의 신경계 발달 중 축삭 가지치기에 필수적이며 이 단백질이 없으면 과도한 뉴런이 생성된다는 사실을 발견했습니다. 태아 피부 조직의 축삭.

새로운 연구에서 연구원 Swajata Dey가 이끄는 팀은 성체 쥐에서 어떤 일이 일어나는지 조사했습니다. 연구자들은 먼저 이 조절 단백질을 암호화하는 유전자 없이는 생쥐가 생존할 수 없다는 주요 과제에 착수했습니다. 따라서 과학자들은 Kif2a 유전자가 감각 뉴런에서만 침묵되도록 생쥐를 유전적으로 조작해야 했습니다.

연구자들은 이러한 유전자 변형 쥐를 사용하여 Kif2a 단백질이 출생 후에도 정원사 역할을 계속한다는 사실을 발견했으며, Kif2a 단백질이 없으면 “잡초”가 자라는 것을 보여주었습니다. 각 축삭은 부모로부터 더 많은 딸 가지로 나누어집니다.

연구자들은 Kif2a를 코딩하는 유전자가 결여된 한 달 된 쥐의 피부에서 축색돌기 밀도가 약간 증가한 것을 확인했습니다. 3개월 후 상황은 악화됐다.

과학자들은 단백질 활동이 일생 동안 감각 뉴런에서 중요한 역할을 하며, 단백질 결핍의 결과는 나이가 들수록 더욱 뚜렷해진다는 결론을 내렸습니다.

그러나 단백질이 부족하면 자극과 통증에 대한 민감도에 영향을 미칠까요? Yaron은 “생후 첫 달 동안 쥐는 피부의 감각 축삭 밀도가 약간 증가했음에도 불구하고 우리가 수행한 다양한 실험에서 자극에 대한 과민성을 나타내지 않았습니다.”라고 설명합니다.

“그러나 3개월 후 그들은 통증과 온도에 과민반응을 보였고 이러한 자극에 대한 반응의 강도가 증가했으며 이 반응의 길이도 증가했습니다. 반면 접촉에 대한 민감도는 변하지 않았습니다.”

통증에 대한 이러한 과민증이 신경 축삭 말단의 구조적 변화와 연관되어 있는지 조사하기 위해 Dai와 그의 동료들은 예루살렘 히브리 대학의 연구원들과 협력했습니다. Alexander Benshtok과 그의 연구실 학생 연구원인 Omar Barkay 박사는 구조적 변화와 신경 활동 사이의 관계를 시뮬레이션하는 컴퓨터 모델을 개발했습니다.

이 모델은 돌연변이 생쥐의 축삭 말단 구조 변화가 자극에 대한 더 강렬한 반응과 그 반응의 연장된 시간을 설명할 수 있다고 제안했습니다.

지금은 고통, 나중에는 안도감

연구 결과를 검증하기 위해 연구자들은 통증 감지에 관여하는 것으로 알려진 수용체, 즉 고추에 열을 주는 것과 동일한 화합물인 캡사이신 수용체를 발현하는 감각 뉴런에만 조절 단백질이 없는 유전자 변형 쥐를 만들었습니다.

이 뉴런이 활성화되면 쥐는 과민반응을 보이고 높은 수준의 통증을 나타내는 방식으로 행동했습니다.

그러나 가장 놀라운 결과는 출생 후 6개월 후에 나타났습니다. 축삭 말단의 밀도는 여전히 높게 유지되었지만 통증에 대한 과민증은 사라졌습니다. Yaron은 “우리가 상담한 대부분의 연구자들은 우리가 6개월 후에 쥐를 다시 검사하는 이유를 이해하지 못했습니다.”라고 말했습니다.

“그러나 결국 이 반복된 검사를 통해 시간이 지남에 따라 신체는 민감도를 감소시켜 피부의 과잉 활동적인 신경 말단을 억제하도록 설계된 지능적인 보상 메커니즘을 활성화한다는 사실이 밝혀졌습니다.”

이 보상 메커니즘이 어떻게 작동하는지 이해하기 위해 연구자들은 다양한 연령대의 생쥐 감각 뉴런에서 메신저 RNA 분자의 서열을 분석하고 다양한 유전자의 발현 수준 변화를 매핑했습니다. 그들은 쥐가 6개월이 되었을 때 통증 감각을 전달하는 데 중요한 역할을 하는 여러 단백질의 발현이 감소한다는 것을 발견했습니다.

계산 모델을 사용하여 그들은 발현 수준의 이러한 변화가 축삭 말단 증가로 인한 과민성을 보상하기에 충분하다는 것을 보여주었습니다.

“조절 단백질을 억제하면 단기적으로는 통증 민감도가 증가하지만 보상 메커니즘 덕분에 장기적으로는 이러한 민감도가 감소할 수 있습니다.”라고 Yaron은 설명합니다.

“우리가 발견한 것은 통증에 장기간 노출되면 통증 유발 자극에 대한 둔감화로 이어지는 일종의 '노출 요법'입니다. 이 보상 메커니즘을 더 잘 이해하면 만성 통증이 있는 사람들에게 완화를 제공하기 위한 향후 연구를 촉진할 수 있습니다.”

Weizmann의 생체분자과학과 분자신경과학부의 Irina Gokman 박사, Sapir Soysa 및 Andrew Kovalenko 박사도 이 연구에 참여했습니다. Weismann 수의학 자원부의 Rebecca Hafner-Krausz 박사; Weizmann의 생명 과학 핵심 시설 부서의 Noa Wigoda 박사, Esther Feldmesser 박사, Shifra Ben-Dor 박사.

통증 연구 뉴스, 유전학 및 신경과학 정보

작가: 아브라함 야론
원천: 와이즈만 과학 연구소
의사소통: 아브라함 야론 – 와이즈만 과학 연구소
그림: 이미지 제공: 신경과학 뉴스

원래 검색: 오픈 액세스.
“Kinesin 가족 구성원 2A 게이트 통각“Abraham Yaron 외. 셀 보고서

요약

Kinesin 가족 구성원 2A 게이트 통각

하이라이트

• 감각 뉴런에서 Kif2a의 손실로 인해 신경과민분포 및 감각과민이 발생합니다.
• 모델링은 비정상적인 신경 분포가 민감도를 높이는 데 충분하다고 예측합니다.
• Kif2a 결핍으로 인해 항상성 전사 반응이 지연됩니다
• 이 반응은 통증 과민증의 해소와 관련이 있습니다

요약

침해 수용성 축삭은 발달 과정과 환경 모욕 및 병리학적 조건에 반응하여 목표물에 신경을 공급하면서 리모델링을 거칩니다. 통각 형태는 어떻게 규제됩니까?

여기서 우리는 미세소관을 불안정하게 만드는 키네신 2A(Kif2a) 계열 구성원이 통각 말단 구조와 통증 민감도의 주요 조절자임을 보여줍니다.

감각 뉴런에서 Kif2a를 제거하면 어린 성체 ​​쥐의 유해 자극에 대한 과민분포와 과민성이 발생하는 반면, 촉각 민감도와 고유 감각은 영향을 받지 않습니다. 전산 모델링은 구조적 재구성이 표현형을 설명하기에 충분하다고 예측합니다.

또한, Kif2a 결핍은 손상 관련 유전자의 하향 조절과 후기 단계의 고도로 특이적인 채널 및 수용체의 항상성 하향 조절을 포함하는 전사 반응을 초래합니다.

후자의 효과는 형태적 이상이 지속됨에도 불구하고 침해수용성 뉴런의 과흥분성을 완화시키는 것으로 예측 가능하며 실제로 통증 과민증의 해결과 관련이 있습니다.

전반적으로 우리는 통증 수용을 조절하는 통각성 말초 구조를 지정하는 중요한 제어 노드를 공개합니다.