'Smoke alarm' — один из 36 новых генов, влияющих на чувствительность к боли

Исследователи из Университета Индианы обнаружили набор генов, играющих роль в чувствительности нервов как у плодовых мушек, так и у людей. Один из генов получил название «дымовая сигнализация» (smoke alarm). Работа может помочь в поиске новых мишеней для обезболивающих препаратов.

Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, возглавил профессор В. Дэниел Трейси-младший из Колледжа искусств и наук Университета Индианы в Блумингтоне.

Новый шаг в исследовании боли

«Наше исследование первым всесторонне оценило функцию большого набора генов, экспрессируемых на высоком уровне в ноцицептивных нейронах — нервах, ответственных за ощущение боли у людей», — заявил Трейси. — Это значительный шаг вперед в области ноцицепции и исследования боли».

Всего было идентифицировано 36 генов, влияющих на повышенную чувствительность (гиперчувствительность) или отсутствие чувствительности (нечувствительность) к раздражителям. 20 из них обнаружены как у людей, так и у плодовых мушек (Drosophila). Около 70% генов человека есть и у мушек, что объясняется общим предком.

Эти 36 генов были отобраны из 275 генов, которые, как ранее установила лаборатория Трейси, экспрессируются в ноцицепторах на уровне выше среднего. Ноцицепторы — это нервы, посылающие сигналы в мозг в ответ на сильные внешние раздражители.

Два типа генов: «активаторы» и «ингибиторы»

Из 36 изученных генов:

• 22 гена играют роль в гиперчувствительности к теплу.
• 14 генов играют роль в нечувствительности.

«Первая группа, по-видимому, активирует функцию, которая тормозит ноцицепторы», — пояснил Трейси. — Это интересно, потому что можно представить себе препарат, способный активировать такой ингибитор и блокировать боль».

Хотя ноцицепторы могут вызывать ощущение боли в ответ на внешний стимул, они также могут играть роль в других формах боли, не вызванных внешним воздействием, включая хроническую или нейропатическую боль.

Как гены получили свои названия

Поскольку команда Трейси первой определила функцию большинства этих генов, она получила право их назвать.

• Гены, связанные с гиперчувствительностью к теплу, названы в честь объектов, которые горят при высоких температурах: black match, eucalyptus, firelighter, primacord, jet fuel, detonator, gasoline, smoke alarm, jetboil.
• Гены, связанные с нечувствительностью (теплоустойчивостью), названы в честь средств защиты от тепла: boilerman, bunker gear, fire dancer, oven mitt, trivet, thawb.

Методология и новые вопросы

Для идентификации генов команда вывела несколько линий плодовых мушек, у каждой из которых был подавлен один из 275 исследуемых генов с помощью РНК-интерференции. Личинок мушек подвергали воздействию температур 42°C и 46°C. В норме личинки реагируют на более высокую температуру медленным перекатыванием. Ускоренная реакция при 42°C указывала на гиперчувствительность, а отсутствие реакции при 46°C — на нечувствительность.

Кроме того, у мушек с 9 генами нечувствительности росло меньше нервных ответвлений (дендритов), соединяющих ноцицепторы с поверхностью тела. У мушек с 2 генами гиперчувствительности, включая smoke alarm, вырастали лишние дендриты.

Причина такого ветвления дендритов — один из новых вопросов, поставленных этим исследованием. В дальнейшем Трейси планирует изучить точные химические пути, которые активируют эти гены в нервных клетках, чтобы понять механизм изменения чувствительности.