Исследование на мышах, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, было направлено на то, чтобы больше узнать о двух известных популяциях сенсорных нейронов (нервов), которые млекопитающие используют для холодного восприятия. А именно нейронные популяции, которые экспрессируют ионный канал переходного рецепторного потенциала меластатина 8 (Trpm8) или натриевого канала NaV1.8.
Исследователи использовали визуализацию GCaMP3 in vivo для выявления популяций чувствительных к холоду сенсорных нейронов у живых мышей. Исследование показало, что нейроны Trpm8 обнаруживают изменения температуры тела до нуля градусов (острый холод) и что NaV1.8-экспрессирующие нейроны обнаруживают продолжительный экстремальный (ядовитый) холод, ниже нуля градусов.
Соавтор-корреспондент д-р. Эдвард Эмери (UCL Wolfson Institute for Biomedical Research) сказал: «Trpm8 и NaV1.8, по большей части, не экспрессируются в одном и том же наборе нейронов, что исторически представляло серьезную проблему в понимании того, как обе эти молекулярные мишени могут быть независимо ответственны за чувствительность к холоду.
"Здесь мы показываем, что подавляющее большинство остро чувствительных к холоду нейронов не экспрессируют Nav1.8, но вместо этого обогащены Trpm8, а также уникальным репертуаром других генов.
«Однако, напротив, мы наблюдаем решающую роль NaV1.8 в обнаружении продолжительных сильных холода.
«Эти результаты значительно улучшают наше понимание того, как эти различные периферические сенсорные нейроны ощущают острый и продолжительный ядовитый холод, и показывают, что множественные клеточные и молекулярные механизмы способствуют возникновению ощущения боли от холода у млекопитающих."
Наблюдение, что разные популяции нейронов ответственны за обнаружение различной интенсивности охлаждения, может способствовать разработке более эффективных методов лечения боли, связанной с простудой.
Соавтор-корреспондент профессор Джон Вуд (UCL Wolfson Institute for Biomedical Research) сказал: «Чувствительность к холоду у млекопитающих является важным инструментом для выживания, поскольку почти во всех частях земного шара наблюдается холодное время года."
"Однако некоторые люди с повреждением нервов часто испытывают холодную боль, хотя на самом деле температура окружающей среды не вызывала бы никакого ощущения холода.
"Наше новое открытие может теперь позволить исследователям отточить возможные ключевые причины и разработать лекарства для блокирования холодовой боли, в зависимости от того, какие нервы были повреждены."
Ограничения исследования
Один из ключевых результатов нашего исследования заключается в том, что калиевые каналы могут играть ключевую роль в модуляции нашей способности обнаруживать холод в окружающей среде.
Важно отметить, что существует множество различных типов калиевых каналов, экспрессируемых в сенсорных нейронах, где они играют ключевую роль в управлении возбудимостью нейронов. Это означает, что специфичность лекарства, а также преодоление потенциальной компенсации за счет других калиевых каналов будут иметь жизненно важное значение для разработки эффективных терапевтических средств, не влияющих на нормальную сенсорную функцию.
Это исследование финансировалось Wellcome Trust.