慢性疼痛是改变生命轨迹的全球性健康问题,被列为致残首要原因之一,影响着全球数百万人的日常生活并加重社会经济负担。尽管已有相关分子机制理论,但具体致病过程始终未被明确。
由牛津大学NDCN的大卫·贝内特教授和生物化学系西蒙·纽斯特德教授领导的跨学科团队,在《自然》发表的研究首次揭示了SLC45A4基因与疼痛感知的直接关联。通过解析该基因编码的分子转运体三维结构,证实其作为神经元多胺转运体的核心功能,为药物开发提供了精准靶点。
研究发现,在多种慢性疼痛病症中,检测组织损伤的伤害感受器会过度活跃,导致疼痛信号异常增强。团队利用英国生物样本库数据,通过基因组与疼痛问卷关联分析,发现携带SLC45A4基因变异的人群更易报告高强度疼痛,这一结论在芬兰基因数据库中得到验证。
在结构生物学层面,团队运用冷冻电镜技术首次解析了人类SLC45A4转运体的三维结构。该基因在背根神经节(负责传递皮肤肌肉痛觉信号的关键区域)中呈现高表达,其编码的转运体负责调控神经元内多胺物质的跨膜运输。过量多胺积累会导致神经元敏化,形成慢性疼痛的正反馈循环。
动物实验显示,缺失SLC45A4基因的小鼠对常规疼痛刺激反应显著减弱。尽管鼠类神经系统与人类存在差异,但哺乳动物间的基础机制高度保守,为后续转化研究奠定基础。该发现打破了传统阿片类药物作用多通路导致的成瘾困境,有望开发出靶向性强、副作用小的新型镇痛药。
贝内特教授指出:"随着人口老龄化加剧,慢性疼痛的社会影响日益严重。现有治疗手段效果有限,亟需从分子机制层面寻找新突破。"研究团队将继续探索基因-蛋白-代谢的完整作用通路,推动从基础发现到临床应用的转化进程。
纽斯特德教授强调:"这项发现不仅揭示了膜转运体与疼痛调控的新关联,更为理解人体代谢与疼痛感知的相互作用提供了全新视角。"该研究通过多学科协作,完整呈现了从基因发现到结构解析再到功能验证的科研范式,为疼痛医学研究开辟了新方向。
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