德發明光控的神經疼痛抑制劑QAQ

【資料簡介】

德發明光控的神經疼痛抑制劑QAQ
近日，慕尼黑大學的化學研究人員與伯克利和波多爾的同事合作在實驗室實驗中發現，用一種像光感開關的藥劑有可能抑制痛覺敏感神經的活動。對于慕尼黑的研究人員來說，這個方法主要作為探索神經生物學疼痛的有力工具。相關論文發表在2月19日的nature methods上。

化學生物學和遺傳學教授Dirk Trauner領導的慕尼黑大學團隊發明的這個系統是名為QAQ的化合物。該分子由兩個功能部分組成，每個功能部分都包含一個由雙鍵氮連接的季銨。因為氮氮雙鍵的構造可以通過光束改變，所以將氮氮雙鍵作為開關。特定波長的光束照射會導致該分子從彎曲形式變為伸展形式，而其他光束的照射導致相反的效果。

德發明光控的神經疼痛抑制劑QAQ
一半的QAQ與*（lidocaine）一種活性類似物非常相似，利卡多因（lidocaine）是牙醫常用的局部麻醉藥。利卡多因（lidocaine）通過抑制皮膚上特定神經細胞的受體活動來阻礙疼痛知覺，這種受體對疼痛刺激做出反應并向脊髓神經傳送信號。

神經受體是神經細胞表面的蛋白質分子。它們調節著可變性孔在恰當的刺激下打開，并作為帶電離子進出細胞的通道。這種通道蛋白是QAQ的類利卡多因端的靶標，它們通過允許帶正電荷的鈉離子進入其自身的細胞，從而對熱做出反應。這就改變了細胞膜內外的電勢，zui終導致神經脈沖的傳遞。

在他們的實驗中，研究人員發現QAQ可以滲透內源性離子通道，從而可以進入神經細胞。這是至關重要的一步，因為QAQ的作用位點處在目標離子通道的內表層。

并且，只有當QAQ處于伸展構型時，其類*（lidocaine）端才會與該作用位點結合。當用波長380納米的光束照射細胞時，氮氮雙鍵就會彎曲，信號傳輸大約在幾毫秒內激活。而相反，波長500納米的光速照射下，該分子會成為伸展形式并且恢復它的抑制作用。該研究的實驗對象是一種動物模式生物。

Trauner的團隊一直致力于對這些技術的研究，通過這些技術可以利用光脈沖方法對活體動物中的關鍵性生物學分子機器（如神經受體）進行控制。

研究人員把這種新方法主要作為神經生物學研究特別是疼痛研究的一種工具。Dirk Trauner的博士生同時也是論文*作者之一的Timm Fehrentz說，作為治療方法應用仍很遙遠。因為，改變QAQ結構的單色光不能充分滲透人類的皮膚到達痛感神經元。由于紅光更易于穿過皮膚，研究人員希望通過尋找可對波長更長的紅光起反應的QAQ替代物來解決該問題。
德發明光控的神經疼痛抑制劑QAQ