科学探索|哈佛研究人员发现疼痛对人体具有保护性哈佛研究人员发现疼痛对人体

对小鼠的新研究阐明了疼痛神经元如何保护肠道免受损害。疼痛是进化过程中检测伤害和让我们知道有问题的最有效机制之一。它就像一个警告系统，告诉我们要停下来并关注我们的身体。

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但如果疼痛不仅仅是一个单纯的报警信号呢？如果疼痛本身就是一种保护形式呢？
由哈佛大学医学院的研究人员领导的一项新研究表明，小鼠的情况很可能就是这样。
这项令人惊讶的研究显示，小鼠肠道中的疼痛神经元在正常情况下调节保护性粘液的存在并在炎症状态下刺激肠道细胞释放更多粘液。这项研究已于当地时间10月14日发表在《Cell》上。
这项研究工作描述了一个复杂的信号级联的步骤，表明疼痛神经元跟含有粘液的肠道细胞（被称为小肠细胞）进行了直接串联。
“事实证明，疼痛可能以更直接的方式保护我们，而不是其检测潜在伤害和向大脑发送信号的经典工作。我们的工作显示了肠道中介导疼痛的神经是如何与附近的肠道上皮细胞对话的，”这项研究的高级调查员Isaac Chiu说道，“这意味着神经系统在肠道中的主要作用不仅仅是给我们带来不愉快的感觉，它是肠道屏障维护的一个关键角色，也是炎症期间的保护机制。”Chiu是HMS的Blavatnik研究所的免疫生物学副教授。
一次直接的对话
我们的肠道和呼吸道上布满了卵巢细胞。腺泡细胞因其杯状外观而得名，它含有由蛋白质和糖类组成的凝胶状粘液作为保护层，以此来保护器官表面免受磨损和损害。新研究发现，当跟肠道中的痛觉神经元直接互动而触发时，肠道吞咽细胞会释放保护性粘液。
在一组实验中，研究人员观察到，缺乏疼痛神经元的小鼠产生的保护性粘液较少，其肠道微生物组成发生了变化--一种被称为菌群失调的有益和有害微生物的不平衡。
为了澄清这种保护性串扰是如何发生的，科学家们分析了疼痛神经元存在和不存在的情况下吞咽细胞的行为。
他们发现，腺泡细胞的表面含有一种叫做RAMP1的受体，确保细胞能对邻近的疼痛神经元作出反应，这些神经元被饮食和微生物信号及机械压力、化学刺激或温度的剧烈变化激活。
实验进一步表明，当神经元受到刺激时，这些受体跟附近疼痛神经元释放的一种叫做CGRP的化学物质连接。研究人员发现，这些RAMP1受体还存在于人类和小鼠吞咽细胞中从而使它们对疼痛信号有反应。
实验进一步表明，某些肠道微生物的存在激活了CGRP的释放以维持肠道的平衡。
Chiu说道：“这一发现告诉我们，这些神经不仅被急性炎症触发，而且在基线上也被触发。只要有普通的肠道微生物在身边，似乎就会使神经发痒并导致小肠细胞释放粘液。”
Chiu表示，这种反馈回路确保了微生物向神经元发出信号，神经元调节粘液，而粘液则保持肠道微生物的健康。
研究显示，除了微生物的存在，饮食因素也在激活疼痛受体方面发挥了作用。当研究人员给小鼠服用辣椒素时，小鼠的疼痛神经元迅速被激活，这导致小肠细胞释放大量的保护性粘液，而辣椒素是辣椒中的主要成分，它能引发强烈的急性疼痛。
相比之下，缺乏疼痛神经元或消化道细胞CGRP受体的小鼠更容易患结肠炎，这是一种肠道炎症的形式。这一发现可以解释为什么肠道菌群失调的人可能更容易患结肠炎。
当研究人员给缺乏疼痛神经元的动物注射疼痛信号CGRP时，小鼠的粘液分泌迅速改善。即使在没有疼痛神经元的情况下，这种治疗也能保护小鼠免受结肠炎的影响。