卓敏院士團隊發(fā)布最新研究成果:催產(chǎn)素消除焦慮、治療慢性痛的作用機制
7月21日,“愛的激素(催產(chǎn)素)可以緩解或消除焦慮的痛苦” 新聞發(fā)布會在青島國際院士港召開,公布了卓敏院士團隊最新研究成果:催產(chǎn)素消除焦慮、治療慢性痛的作用機制。
加拿大皇家科學(xué)院院士 青島國際院士港常駐院士 卓敏
德國國家工程院院士 葛興福
西安交通大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)博士 李旭輝
慢性痛是一種嚴重的臨床疾病,除單純的疼痛感之外,還會引發(fā)焦慮、抑郁、恐懼等負性情緒,進而反向增加患者的疼痛感,形成疼痛-負性情緒-深度疼痛的惡性循環(huán),極大損害患者身體健康、增加社會經(jīng)濟負擔。據(jù)了解,全世界約20%的人口長期遭受該病痛的折磨。
卓敏院士團隊研究發(fā)現(xiàn),慢性痛可以引起大腦皮層的突觸可塑性變化,這些變化與慢性痛的痛覺和焦慮行為密切相關(guān),而大腦皮層的前扣帶回區(qū)域(ACC)突觸傳遞的長時程增強(LTP)則是慢性痛重要的分子機制。2015年,卓敏院士團隊在Neuron雜志刊文發(fā)現(xiàn),成年小鼠的皮層突觸存在一種突觸前LTP(即Pre-LTP),依賴于突觸前紅藻氨酸受體(KA受體)而不依賴于NMDA受體。在突觸水平上,Pre-LTP增強神經(jīng)遞質(zhì)的突觸前釋放,導(dǎo)致突觸后受體的敏化,增強了慢性痛的突觸傳遞,進一步導(dǎo)致焦慮和引起疼痛感覺加?。灰种芇re-LTP的表達,則可以減弱慢性痛動物中的焦慮行為。此前,該團隊研究發(fā)現(xiàn),催產(chǎn)素可能通過下行的抑制系統(tǒng)產(chǎn)生這種鎮(zhèn)痛作用。
青島市科技局外國專家工作處(科技人才處)處長 張永艷 (左三)
與會嘉賓參觀卓敏院士科研成果和實驗室等
催產(chǎn)素(Oxytocin,OXT),是一種經(jīng)典的神經(jīng)垂體激素和神經(jīng)調(diào)質(zhì),主要由下丘腦的室旁核(PVN)和視上核(SON)的神經(jīng)元合成,在哺乳動物的各種生理功能中發(fā)揮重要作用。一項針對兒童和成人參與的臨床研究發(fā)現(xiàn),焦慮水平較低的參與者的腦脊液和血漿中催產(chǎn)素濃度比較高。另據(jù)報道,抑郁癥患者中催產(chǎn)素的水平在夜間會降到最低。諸多研究均表明,催產(chǎn)素可以減少人們的焦慮,增強社交能力,提高人們的幸福感覺,因此也被稱為“愛的激素”。但“愛的激素”消除焦慮、緩解與治療慢性痛的作用機制一直處于科研盲區(qū)。
此項研究(Cell Report, 2021)成功破解了這一難題。該團隊綜合利用轉(zhuǎn)基因小鼠、光遺傳學(xué)、電生理學(xué)、以及藥理學(xué)等技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),催產(chǎn)素可以選擇性的消除慢性痛導(dǎo)致的焦慮行為和焦慮相關(guān)的Pre-LTP,這種作用很可能是通過皮層里面的抑制性神經(jīng)元產(chǎn)生的。
在腓總神經(jīng)結(jié)扎(CPN)的慢性痛小鼠中,用高架十字迷宮(EPM)和曠場實驗(Open field test)可明顯檢測到小鼠的焦慮行為。在ACC微量注射催產(chǎn)素時,可顯著減少慢性痛導(dǎo)致的焦慮行為。進一步用光遺傳方法激活內(nèi)源性催產(chǎn)素在ACC的釋放,也可顯著降低慢性痛相關(guān)的焦慮行為,而抑制內(nèi)源性催產(chǎn)素的釋放則無此影響。通過電生理研究發(fā)現(xiàn),外源或內(nèi)源性催產(chǎn)素選擇性地抑制ACC神經(jīng)元Pre-LTP的維持,而對Post-LTP沒有影響。催產(chǎn)素興奮抑制性中間神經(jīng)元從而增強抑制性突觸傳遞,該作用受到GABAA受體和G蛋白偶聯(lián)受體調(diào)控的信號通路的調(diào)節(jié)。此外,在慢性痛動物中,還發(fā)現(xiàn)PVN的催產(chǎn)素濃度和ACC的催產(chǎn)素受體的表達都上調(diào),催產(chǎn)素可以進一步改變興奮性和抑制性突觸傳遞的平衡。
作為青島國際院士港重點引進、傾力扶持的項目,卓敏院士團隊長期致力于人類腦健康領(lǐng)域的新藥研發(fā),腦疾病預(yù)防、治療與康復(fù),在疼痛、藥物成癮、焦慮、抑郁、阿爾茲海默癥等腦疾病領(lǐng)域擁有10余項國際新藥專利,在國際技術(shù)合作和成果轉(zhuǎn)化方面處于領(lǐng)先地位。本次研究成果進一步證明了ACC的突觸前LTP在神經(jīng)病理性痛產(chǎn)生的焦慮中扮演的重要作用,為未來通過激活催產(chǎn)素受體,或者通過抑制Ca2 依賴的腺苷環(huán)化酶治療慢性痛導(dǎo)致的焦慮提供了一個全新的思路與實現(xiàn)路徑。
該項研究工作通過國際合作得到了西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院、多倫多大學(xué)、青島永展醫(yī)藥科技有限公司等單位的支持。
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青島國際院士港
青島國際院士港,是李滄區(qū)委、區(qū)政府堅持創(chuàng)新驅(qū)動和人才優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略,打造院士聚集區(qū)。青島國際院士港正式運作以來,開展了一系列卓有成效的院士引進工作。青島國際院士港通過院士創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動,培養(yǎng)出一批科技創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)人才,轉(zhuǎn)化出一大批重大科技成果,培育出千億級產(chǎn)業(yè)鏈。實現(xiàn)"引進一個院士,帶來一個團隊,落地一個項目,帶動產(chǎn)業(yè)優(yōu)化"的連鎖效應(yīng),將李滄區(qū)打造成為國內(nèi)院士聚集區(qū)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)聚集區(qū),成為全國知名的研發(fā)之城、創(chuàng)新之城、設(shè)計之城和智慧之城。
青島永展醫(yī)藥科技有限公司
青島永展醫(yī)藥科技有限公司成立于2019年,由加拿大皇家科學(xué)院卓敏院士創(chuàng)立,專注于神經(jīng)病理性痛鎮(zhèn)痛新藥和抗藥物成癮新藥研發(fā),涵蓋新藥研發(fā),腦疾病的預(yù)防、診斷、治療與康復(fù)等方面。公司聚焦于疼痛、藥物成癮、焦慮、抑郁、老年癡呆癥及阿爾茲海默癥等腦疾病領(lǐng)域的國際技術(shù)合作和成果轉(zhuǎn)化,目前擁有五項全球新藥專利,覆蓋中美歐日韓等主要國家地區(qū)。同時大力推進專業(yè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)及學(xué)科建設(shè),提高腦健康、腦康復(fù)相關(guān)研究的科研水平。公司設(shè)立有國際腦科學(xué)研究院,將致力于腦科學(xué)基礎(chǔ)研究和相關(guān)的轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究。
西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院
西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院(簡稱“前沿院”)是西安交通大學(xué)于2010年投資籌建的首個“學(xué)術(shù)特區(qū)”,共設(shè)11個研究中心,涵蓋物理學(xué)、化學(xué)、化學(xué)工程與技術(shù)、材料科學(xué)與工程、生物醫(yī)學(xué)工程、生物學(xué)等一級學(xué)科,實行國際通行的科研管理體制。前沿院具有國家級人才稱號(院士、優(yōu)青等)的教師比例(50%)位居全國前列??蒲衅脚_完善,擁有價值一億多元、校內(nèi)規(guī)模最大的理科多學(xué)科交叉研究平臺。前沿院在短時間內(nèi)建立了不可替代的學(xué)術(shù)地位,成為了西安交大發(fā)表高水平論文的主要基地之一, 多篇論文發(fā)表在Nature 、Science、Nature Reviews Neuroscience 、Journal of the American Chemical Society、Angewandte Chemie-International Edition、Physical Review Letters等國際頂級學(xué)術(shù)期刊上,部分研究成果已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域的國際研究熱點。