追问新知｜止痛不仅能靠布洛芬，还可以靠光照？

近年来，对啮齿类动物和人类的研究表明，暴露在光线下可以减少慢性疼痛。特别是绿光。据报道，绿光可以缓解偏头痛和纤维肌痛患者的疼痛。然而，我们对这些观察结果背后的机制知之甚少。最近发表在《科学转化医学》杂志上的一项研究掀开了谜底的一角：在小鼠体内，绿光镇痛的效果主要是由视锥细胞介导的，视锥细胞是眼睛中负责检测颜色的感光细胞，负责感知光线强弱的视杆细胞也能起到部分作用。同时，他们还确定了丘脑中参与该效应的神经元集群。

先前其他研究团队也观察到绿光介导镇痛的现象，但研究此类过程的团队极少。亚利桑那大学的麻醉师和药理学家Mohab Ibrahim也在研究绿光效应，他表示，弄清楚人暴露在绿光下时大脑中到底发生了的变化，这很有价值。因为它可能帮助研究人员开发出治疗各种疾病的新方法。

▷ 图片来源：Pixabay

这项新研究是由复旦大学的研究团队完成的，他们将患有关节炎的小鼠暴露在低强度的绿光下，每天照射八小时，连续六天，并在治疗前、治疗中和治疗后测量小鼠的热敏感性和机械敏感性，也就是看它们是否会把爪子从不舒服的热刺激或触觉刺激中移开。与之前的研究结果一致，该团队的研究结果显示，绿光显著降低了这些小鼠的疼痛敏感性。

然后，研究人员研究了哪些光感受器介导了这种效应。为此，他们利用转基因小鼠结合药理学和免疫毒素等方法分别抑制了哺乳动物视网膜中存在的三种类型的感光细胞：视锥细胞、视杆细胞和自感光视网膜神经节细胞——后者参与非成像视觉功能。他们发现，即使自感光视网膜神经节细胞的密度被降低了80%以上，也并不影响绿光的镇痛效果。然而，缺乏视杆细胞的转基因小鼠显示出镇痛效果部分减轻。在缺失视锥细胞的小鼠中，这种变化更加显著：在这种情况下，绿光的镇痛作用完全消失了。

接下来，研究人员试图追踪传递光感受器信号并最终产生镇痛效果的神经环路。最终，经过一系列神经元抑制或激活实验发现，一个表达前脑啡肽（PENK）的神经元集群是绿光镇痛的关键。PENK是脑啡肽的前体，它通过与两种阿片类受体结合来缓解疼痛。这些神经元位于丘脑的腹外侧膝状核（vLGN）中，vLGN是一个负责传递感觉信号的大脑区域，并且已知它接收来自视网膜的输入。早期的研究确定，这些神经元的轴突投射到中缝背核（DRN）——脑干中与疼痛调节相关的一种结构。当研究人员选择性地抑制vLGN中的Penk神经元向DRN的投射时，他们发现绿光的镇痛效应完全丧失。

综上所述，这些实验表明，绿光镇痛是由光接收开始的，视网膜中的视锥细胞和视杆细胞将视觉信号传递到vLGN中表达PENK的神经元，再投射到脑干的DRN，最后实现镇痛效果。

▷ 图片来源：Pixabay

俄勒冈健康与科学大学的神经科学家Mary Heinricher说，这项研究最令人兴奋的发现是确定了一种光线参与疼痛调节系统的途径。丘脑直接接收视网膜输入并且直接与疼痛调节系统相连，通过直接观察该结构，作者可以阐明涉及绿光镇痛作用的途径之一。然而，这可能只是多种途径中的一种。

杜克大学医学院的疼痛研究员Padma Gulur没有参与这项工作，但正在申请一项基于绿光镇痛的专利。她认为，这些发现为潜在的绿光镇痛机制提供了证据，但这条路径的发现并不能排除其他潜在的光感受器和环路。她补充说，这些结果并不能完全解释我们在临床研究中所看到的情况，例如，光已被证明在色盲患者身上有镇痛作用——这一发现很难用这项新的研究来解释，因为色盲就是源于视锥细胞功能的异常。基于这些观察，以及一些新研究中自感光视网膜神经节细胞虽然被抑制但依然保持完好的事实，Gulur认为不能完全排除这些细胞的作用——作者在论文中也对此进行了提示。

Heinricher表示，提高我们对这种绿光介导的镇痛作用的理解，可能会有助于建立有效治疗疼痛的光疗方案。光疗有望成为一种廉价、简单的治疗方法，关于其潜在益处的证据越来越多，希望有更多的研究人员可以参与其中。

翻译：Nora

编辑：lixia

排版：Nora

原文链接：https://www.the-scientist.com/news-opinion/study-traces-a-neural-circuit-behind-green-light-mediated-pain-relief-70826

推荐阅读

追问互动

○ 如果您对本期内容有进一步想要追问的问题或者讨论的内容，欢迎在评论区留言，或者加入我们的社群参与互动，添加小助手微信questionlab即可申请进群。