当神经系统传递疼痛信号时，被称为钙通道的蛋白质在这一过程中至关重要。瑞典林雪平大学的研究人员最近发现了调节疼痛信号强度的特定钙通道的精确位置。这一发现可能为慢性疼痛患者创造更有效的药物提供可能，同时减少副作用。
在通过神经系统传递疼痛信号的过程中，被称为钙通道的蛋白质是必不可少的。瑞典林雪平大学的研究人员已经确定了一种特定钙通道的确切位置，该通道调节这些疼痛信号的强度。这一见解可以为开发更有效且无副作用的慢性疼痛药物铺平道路。
疼痛感觉与其他类型的信息主要通过神经系统以电信号的形式传递。然而，在关键时刻，这些信息被转化为由特定分子表示的生化信号。为了创造未来的疼痛药物，研究人员需要深入了解参与信号转换的分子过程。
当电信号到达一个神经细胞的末端时，它会转化为以钙的形式存在的生化信号。钙浓度的增加随后触发了神经递质的释放，这些递质是信号分子。这个生化信号随后被下一个神经细胞捕获，转换回电信号。在参与这一信号传导通路的各种蛋白质中，一种特定类型的蛋白质，电压敏感钙通道，显得尤为突出。这些通道像分子机器一样，响应电信号并打开，使钙进入神经细胞。
林雪平大学的研究中心围绕一种称为CaV2.2的特定钙通道展开，该通道在疼痛信号的传递中发挥着重要作用。值得注意的是，这些通道在慢性疼痛的发作期间变得更活跃，并主要位于感觉神经细胞的末端。
可以减少这些通道活动的药物可以降低从感觉神经向大脑传递疼痛信号的强度。尽管这种药物已存在，但仍面临挑战：完全阻断CaV2.2可能导致严重的副作用，因此需要直接注射到脊髓液中。像加巴喷丁这样的药物可以降低CaV2.2的水平，但对慢性疼痛的疗效并不是特别显著。其他药物，如阿片类药物（如吗啡和海洛因），采用自然机制来减弱CaV2.2对疼痛信号的反应。虽然这些药物在缓解疼痛方面有效，但它们具有成瘾性，可能导致严重的依赖问题。
“钙通道为止痛药物提供了一个有前景的靶点，但当前的选择不够，”林雪平大学生物医学与临床科学系副教授、发表在《科学进展》杂志上的这项研究的领导者Antonios Pantazis表示。
研究人员调查了阿片类药物如何导致CaV2.2活性的降低。长期以来人们已经认识到，阿片类药物引起被称为G蛋白的分子的释放，这些分子直接结合到钙通道上，使其不太可能打开。然而，这一过程的细节仍不清楚。
“看起来G蛋白信号传导使得通道需要更强的电信号才能打开。在我们的研究中，我们以分子水平解释了这一过程，”Antonios Pantazis解释道。
钙通道具有四个所谓的电压传感器，响应电神经冲动。当电压达到某个阈值时，这些传感器会改变位置，导致通道打开，从而允许钙流入。研究人员使用微小的发光分子观察这些电压传感器如何对电信号作出反应。他们发现G蛋白影响了某些电压传感器的功能，使它们对电信号的敏感性降低。
“我们的发现突显了在这个大型钙通道内的特定区域，未来的药物可以以类似于阿片类药物的方式靶向用于止痛。即将推出的药物可以设计成精细调整钙通道在疼痛信号传导中的活动，而不是完全阻断钙通道，这是一个不够精确的方法，”Antonios Pantazis指出。
人们希望针对CaV2.2钙通道的新药物将提供更强的疼痛缓解，并减少不良反应。
这项研究得到了Knut和Alice Wallenberg基金会的资助，通过林雪平大学的Wallenberg分子医学中心，以及瑞典脑基金会、瑞典研究委员会、国家普通医学科学研究所和狮子研究基金会的支持。
