与胰岛素信号中断有关的糖尿病相关疼痛
许多糖尿病患者所经历的慢性疼痛被广泛认为是由高血糖水平引起的血管或周围神经元的局部组织损伤引起的。然而,一项新的研究报告称,在果蝇中,这种疼痛过敏是由疼痛感觉神经元中的胰岛素信号中断造成的。
慢性疼痛是常见的并发症吗糖尿病据调查显示,20%至60%以上的糖尿病患者还必须应对疼痛过敏、剧烈疼痛和/或麻木,这使自我控制疾病变得更加困难。这些症状通常始于四肢末梢的刺痛感,随着疼痛程度的加重,蔓延到所有的手和小腿。糖尿病相关的疼痛很难治疗,因为治疗神经性疼痛的药物选择效果很低,而且其他治疗方案,如按摩、洗澡或运动,会导致不同个体之间的疼痛缓解程度不同。最关键的是,现有的治疗方法只能缓解症状,而不能提供持久的治疗。
新的苍蝇模型转移了研究重点
糖尿病引起的疼痛的潜在原因在很大程度上仍不清楚。迄今为止,大多数研究都是使用脊椎动物模型(如小鼠)来关注糖尿病如何影响感觉周围的组织神经元可能会对神经元功能产生影响。然而,关于其他组织是否与疾病相关疼痛症状的发展有关的更广泛的调查还有待该领域进行。目前流行的理论是,糖尿病相关的疼痛是血管变化或高糖水平对神经元的毒性的次生效应。现在,一项发表在开放获取期刊上的新研究疾病模型与机制而是意味着被破坏了胰岛素通过使用一种新型苍蝇,疼痛感觉神经元发出信号模型.该研究小组的负责人,来自德克萨斯大学安德森癌症中心的Seol Hee Im博士和Michael Galko博士解释说:“直到最近,研究人员才开始注意到疼痛感觉神经元中胰岛素信号的丢失。这是我们的工作帮助填补的空白果蝇该模型允许对胰岛素信号的组织特异性操作,并测量对疼痛敏感性的后续影响。”
多年来,果蝇一直被用作糖尿病研究的许多方面的模型生物,包括研究维持平衡血糖水平背后的分子机制,以及胰岛素的产生和敏感性。此外,它们还被用于模拟其他与糖尿病相关的并发症,如肥胖引起的心脏病和代谢综合征。本研究中描述的糖尿病相关疼痛模型是对果蝇糖尿病研究模型和测定果蝇幼虫疼痛的方法的扩展。这项新研究提出的关键问题是,糖尿病患者所经历的疼痛过敏是否与感觉神经元中的胰岛素信号传递缺陷有关,以及这种疼痛是否可以在果蝇中模拟。
为了回答这些问题,研究小组使用了三种不同的果蝇模型;一种是胰岛素信号的遗传中断,另两种是建立了1型和2型糖尿病的果蝇模型。在第一个模型中,科学家们敲除了特定组织中的一个关键胰岛素信号蛋白,并惊讶地发现胰岛素受体蛋白在疼痛感觉神经元中而不是在肌肉和脂肪等代谢组织中起作用。在这些神经元中,胰岛素受体功能的缺陷导致了神经元的过度激活和持续的疼痛过敏。此外,在基因抑制和2型糖尿病模型果蝇中,研究小组能够通过增加感觉神经元中的胰岛素信号来逆转疼痛过敏。
发出前进道路的信号
根据Im博士和Galko博士的说法,这一发现对糖尿病研究领域的关键含义是,疼痛感觉神经元中胰岛素信号的简单丢失导致了持续性疼痛超敏反应的发展。这为未来研究如何恢复疼痛感觉神经元中的胰岛素信号,作为糖尿病神经病变患者的潜在治疗方法打开了大门。
下一步,该团队计划将组织特异性基因筛查与2型糖尿病模型结合起来,以询问哪些基因是维持疼痛感觉神经元持续超敏所必需的。Im博士和Galko博士说:“这种筛选可以是遗传的或化学的,也可以在我们的基因突变或组织特异性胰岛素受体敲除模型中进行。我们还可以将我们的分析扩展到其他感觉模式,如冷或机械和化学刺激,因为糖尿病患者也会经历这些过敏。”研究小组希望他们的果蝇模型最终能有助于改善病人的护理和治疗。他们设想,第一步是关于疼痛感觉神经元中胰岛素信号传递功能的新假说对糖尿病神经病变和糖尿病疼痛领域的贡献。这可以扩展到脊椎动物模型,看看胰岛素信号在痛觉神经元中的作用是否在物种间是保守的。
“通过将胰岛素信号传递的功能与持续疼痛联系起来,我们的研究将新的重点放在糖尿病患者疼痛感觉神经元中胰岛素信号传递减弱上,”Im博士解释道。“这些努力可以进一步扩展到转化研究,最终我们希望我们的研究将有助于更好地治疗糖尿病引起的疼痛。”
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