在體DRG鈣成像技術(shù)在疼痛研究中的應(yīng)用

軀體感覺涉及的細胞類型多并且環(huán)路復(fù)雜，因此，保證神經(jīng)元所處的生理環(huán)境，從群體水平觀察神經(jīng)元的活動非常重要。近年來，隨著敏感的基因編碼的鈣離子指示劑(GECIs)的發(fā)展，科學(xué)家們可以同時監(jiān)測群體細胞中瞬時的Ca2+變化，從而間接的觀察神經(jīng)元的電活動。本篇綜述主要介紹：在體DRG鈣成像(In vivo DRG calcium imaging)在疼痛外周機制研究中的應(yīng)用。GCaMP，屬于GECIs的一員，由綠色熒光蛋白(GFP)、鈣調(diào)蛋白(CaM)和肌球蛋白輕鏈激酶(M13)融合而成。當(dāng)Ca2+缺少時，熒光蛋白處于極弱的熒光狀態(tài)。當(dāng)Ca2+結(jié)合CaM時，CaM發(fā)生構(gòu)象變化，其鉸鏈區(qū)可以結(jié)合M13，致使GFP發(fā)出強烈的熒光。通過構(gòu)建Pirt-GCaMP3小鼠，使得GCaMP3在傷害性神經(jīng)元中表達，科學(xué)家可以利用在體DRG鈣成像的方法，深入研究疼痛傳遞的外周機制。使用這種方法，科學(xué)家們可以同時觀察大量的DRG神經(jīng)元中Ca2+的瞬時變化（>1600神經(jīng)元 / DRG神經(jīng)元，約總DRG神經(jīng)元的15%）。進一步研究發(fā)現(xiàn)，損傷之后，神經(jīng)元之間通過縫隙連接的耦合(couping)度增加。這種耦合現(xiàn)象可以發(fā)生在不同直徑的神經(jīng)元之間，如大直徑神經(jīng)元（傳遞非傷害性信息）和小直徑神經(jīng)元（傳遞傷害性信息）之間。因此，非傷害性刺激在激活大直徑神經(jīng)元的同時，還可以激活小直徑神經(jīng)元，從而導(dǎo)致機械痛敏。另外，炎癥刺激可以明顯增加對機械刺激有反應(yīng)的DRG神經(jīng)元的數(shù)量。除了DRG以外，目前該技術(shù)還用于脊髓的研究。以GCaMP為新型鈣離子指示劑的在體DRG鈣成像技術(shù)，在保證初級感覺神經(jīng)元系統(tǒng)生物完整性的狀態(tài)下，同時監(jiān)測大量的神經(jīng)元的活動，將幫助科學(xué)家們深入研究疼痛的機制。