炎症促进神经突生长，基因表达与热、冷敏感性有关

北卡罗莱纳州立大学的研究人员发现，炎症增加了小鼠神经细胞的活动、基因表达和感觉神经(神经突)的生长，这些神经细胞参与了小鼠的热感觉(而非物理感觉)。这项工作阐明了炎症诱导的钙通道基因的过度表达可能在疼痛过敏中发挥的作用。

炎症通常会引起疼痛过敏，原因有很多:疼痛感受器表达增加;脊髓中神经递质释放改变;神经元兴奋性增高;而且——正如这些新发现所证明的——物理变化，如更多的神经突起(神经元上的感觉神经投射)的生长。电压门控钙通道(VGCCs)在所有这些变化中发挥了重要作用，因为它们释放的神经递质控制神经元之间的通信。

“在炎症状态下，vgcc在感觉神经元过度活跃或过度兴奋中发挥作用。北卡罗来纳州立大学分子生物医学科学助理教授、一篇描述这项工作的论文的主要作者Santosh Mishra说。此外，这些通道释放和控制的钙分子调节着神经突的生长。我们想更深入地研究一种称为Cav2.2的VGCC的作用，看看它是否在炎症期间增加了周围神经突的生长。”

在周围神经系统中，神经元被调节以产生特定的伤害性信号。例如，TRPV1和TRPM8感觉神经元与热感觉(如热和冷)有关。另一方面，MrgprD-和mrgprb4表达的神经元分别与潜在的损伤(如捏)和低阈值机械感觉(如愉快的触摸)有关。

Mishra的团队选择Cav2.2是因为它在背根神经节中含量丰富，背根神经节是位于脊神经根的感觉细胞群。利用体外和体内的炎症小鼠模型，研究小组观察了炎症、Cav2.2活性和传入神经突生长(外周神经系统的传入神经元将刺激传递到中枢神经系统)之间的关系。他们发现炎症增加了Cav2.2的表达，进而增加了热敏神经元的传入神经突的生长和活性，但在机械神经元中没有。

Mishra说:“在机械神经元中并没有增加Cav2.2通道的表达，因此对这些神经元没有可识别的影响。”“我们不明白的是，为什么炎症不会像热感觉那样引起机械感觉中钙通道的上调。可能是这些神经元一开始就没有表达那么多的Cav2.2 VGCC，但这是我们需要进一步研究的事情。”

Mishra希望这项工作将有助于科学家揭示更多慢性疼痛的原因，特别是炎症引起的周围神经生长的变化是否在从急性疼痛状态到慢性疼痛状态的转变中发挥作用。

Mishra说:“大多数疼痛研究集中在特定的受体和神经递质上，而不是像传入生长这样的实际感觉网络。”“传入物就像天线。接收器会告诉你信号和载体之间的连接是否良好，但接收器是由天线携带的——所以如果天线多，你接收到的信号就多。在这个模型中，炎症产生了更多的热敏触角，所以这些感觉更强烈。”

该作品出现在神经科学前沿．前北卡罗来纳州博士后研究员Saumitra Pitake是第一作者。宾夕法尼亚大学的博士生Leah Middleton和生物学助理教授Ishmail Abdus-Saboor也对这项工作做出了贡献。

皮克-

编辑报告以下是工作摘要。

“炎症诱导的感觉神经生长和疼痛敏感需要n型钙通道Cav2.2”

DOI:10.3389 / fnins.2019.01009

作者:北卡罗莱纳州立大学Santosh Mishra的Saumitra Pitake;Leah Middleton, Ishmail Abdus-Saboor，宾夕法尼亚大学
发表九月十九日神经科学前沿

文摘:
电压门控钙通道(VGCCs)是炎症状态下疼痛超敏反应的重要介质，但其在感觉神经生长中的作用仍有待探索。在这里，我们评估了n型钙通道Cav2.2在完全弗氏佐剂(CFA)炎症性疼痛模型中的作用。我们用原位杂交和免疫印迹技术证明，在对热刺激有反应的感觉神经元中，后爪CFA注射后，Cav2.2表达增加，但在两个不同的机械敏感神经元群体中没有。此外，在行为小鼠中，cfa后Cav2.2上调与热痛觉过敏有关，而与机械性痛觉过敏无关，这种过敏反应被特定的Cav2.2抑制剂阻断。电压钳位记录显示cfa后Cav2.2电流显著增加，而电流钳位分析显示动作电位频率显著增加。此外，cfa诱导的感觉神经生长(涉及细胞外信号相关激酶(ERK1/2)信号通路，可能与炎症诱导的痛觉过敏有关)被Cav2.2抑制剂阻断。总之，这项研究揭示了Cav2.2在炎症反应中的作用，证明VGCC活性可以通过改变感觉神经元的放电率和促进新神经突的生长来促进热痛觉过敏。