炎症|引发疼痛的感觉纤维是否能诱发炎症？新技术给出了答案
洛桑联邦理工学院（EPFL）、苏黎世联邦理工学院（ETHZ）以及哈佛医学院/波士顿儿童医院的科学家们开发了一种可植入的技术 ， 使人们发现了感觉神经元和免疫细胞之间的交互作用 。
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图片来源：CC0公有领域
疼痛是一种保护机制 ， 通过产生一种不愉快的感觉来提醒我们注意危险 。 警告信息一般由专门的感觉神经元传递到脊髓 ， 这些神经元与周围神经中的其他感觉和运动神经元交织在一起 。 如果我们无法避免损伤 ， 那么机体就会出现炎症 ， 并伴有泛红、肿胀和疼痛等症状 。
“长期以来 ， 人们认为疼痛和炎症是两种不同 ， 且独立产生的过程 。 引发疼痛的感觉纤维是否能诱发炎症 ， 此前从未得到证实 。 ”EPFL的博士后Frédéric Michoud说道 。 如果我们证实的确存在此类神经免疫交互作用 ， 那么这将对未来的炎症治疗产生影响 。 通过新的神经技术在《自然-生物技术（Nature Biotechnology）》上发表的一项研究表明 ， 这的确是事实 。
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光线对感觉神经元的选择性刺激
光遗传学是一种允许通过将光照入神经组织来调控基因选择神经元的技术 。 虽然光遗传学已经彻底改变了专注于大脑的神经科学 ， 但是 ， 我们一直都很难将其应用于外周神经中的神经元 。 哈佛医学院/波士顿儿童医院的克利福德·伍尔夫（Clifford Woolf）教授说：“我们所面临的挑战一直都是开发一种技术方法 ， 从而允许光学刺激/照明在许多天内反复进行 ， 同时不损害神经 ， 也不影响动物的行为 。 ”
坐骨神经周围的光电植入物
贝尔塔雷利基金会神经义肢技术团队的研究人员开发了一种软性植入物 ， 该植入物可以环绕在坐骨神经周围 ， 并根据需求来提供蓝色闪光 。 “在符合要求的植入物中 ， 我们混入几个发光二极管 。 其优点是我们可以用电来控制照明 。 ”工程科学与技术学院教授Stéphanie Lacour解释说道 。 这种植入物通过皮下电缆与固定在小鼠头顶的电子系统相连 。
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图1 本研究使用的无线光遗传学装置
“我们在ETHZ的同事已经开发出一种可控制植入二极管的微型化芯片 ， 这种芯片是高效节能的 ， 并且集成在一个无线通信接口之中 。 在这个系统的帮助下 ， 无论动物在做什么 ， 我们都可以精确地控制植入物的激活时间和方式” ， 科学家解释说道 。 控制组实验证明 ， 光电植入物没有以任何方式干扰动物的行为 ， 也没有引起任何副作用 。
激活诱发疼痛的感觉纤维 ， 将启动且加重炎症
令团队惊讶的是 ， 对神经中特定感觉神经元的反复光学刺激 ， 使动物后爪产生了轻微的红肿 ， 这是炎症的明显迹象 ， 我们通过对皮肤样本中所存在的免疫细胞进行量化分析 ， 进一步证实了这一点 。 “关于那些产生疼痛的神经元是否也会产生免疫介导炎症这一长期存在的问题 ， 我们的研究为此提供了答案 ， 答案显而易见 ， 即那些产生疼痛的神经元会产生免疫介导炎症！”克利福德·伍尔夫总结道 。
这种微型化的植入式神经技术为其他许多研究铺平了道路 ， 这些研究将使研究人员能够破译和揭示外周和中枢神经回路 ， 并可能确定未来治疗诸如慢性疼痛或持续性炎症等综合征的方法 。
更多信息请看原文：
Epineural optogenetic activation of nociceptors initiates and amplifies inflammation, 《Nature Biotechnology》（2020年）. DOI: 10.1038/s41587-020-0673-2
编译作者：里尔（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）
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