好書推薦!《動物行為實驗指南》電子版pdf,網盤發貨
《動物行為實驗指南》共674頁,涵蓋了常見的實驗動物,如小鼠、大鼠和斑馬魚,詳細描述了每一種行為測試的實驗設計、測試設備、實驗流程、評估指標、預期結果、常見問題及解決方法、數據分析、模型應用與局限性等各個方面。它通過快速引導,幫助研究人員高效地掌握實驗的每個階段,減少了查閱文獻和尋找方法的時間,成為各類科研人員的重要參考資料。 《動物行為實驗指南》共計收錄了16種動物行為類型,包括焦慮抑郁、學習記憶、痛覺、運動、恐懼、社交、癲癇、操作、成癮、視覺、癢覺、味覺、嗅覺、睡眠、斑馬魚行為以及常見動物模型等內容。每一類動物行為下,都詳細介紹了多個經典的實驗范式,涵蓋了超過100種實驗方法。 www.behaviewer.com
G蛋白偏向性激動劑已被證明可以通過繞過β-arrestin-2(βarr2)信號通路來增強阿片類藥物的鎮痛作用。作者之前曾報道,SBI-553是一種神經降壓素受體1型(NTSR1)的正向變構調節劑具有偏向βarr2信號通路的特性,能夠減弱小鼠中的精神興奮作用。
基于此,2025年5月21日,美國杜克大學醫學中心麻醉學系疼痛醫學轉化中心紀如榮研究團隊在Cell雜志發表了“Arrestin-biased allosteric modulator of neurotensin receptor 1 alleviates acute and chronic pain”揭示了神經降壓素受體1的arrestin偏向性變構調節劑可緩解急性和慢性疼痛。
在此,作者展示其類似物SBI-810在術后疼痛、炎癥性疼痛和神經病理性疼痛的嚙齒動物模型中,通過全身或局部給藥展現出強效的抗傷害感受作用。SBI-810的鎮痛作用依賴于NTSR1和βarr2而非NTSR2或βarr1。從機制上來看,SBI-810可抑制興奮性突觸傳遞,抑制脊髓傷害性感覺神經元中的NMDA受體和細胞外調節信號激酶(ERK)信號傳導,減少初級感覺神經元中Nav1.7通道的表面表達和動作電位發放并抑制C纖維的反應。行為學研究表明,它還能降低阿片類藥物引起的條件性位置偏好,緩解便秘并減輕慢性阿片類藥物戒斷癥狀。這些研究結果表明,針對NTSR1的偏向性變構調節劑是一種有前景的、非成癮性的急性和慢性疼痛治療策略,其作用機制既包括外周也包括中樞神經系統層面。
圖一 SBI-810通過NTSR1和βarr2抑制正常小鼠的生理性疼痛
作為一種偏向性變構調節劑,SBI-810結合在NTSR1上的一個不同于NT的位點。SBI-553和SBI-810在結構上完全相同,只是SBI-553環丙基環上的氟原子被SBI-810中的甲基取代。作者利用已解析的人源NTSR1結構研究了SBI-810與該受體的相互作用。通過分子對接和分子動力學模擬評估了SBI-810與人源NTSR1之間的氫鍵強度。在評估HEK293T細胞中βarr2向NTSR1招募的生物發光共振能量轉移實驗中,加入NT或SBI-810均可刺激βarr2向人源NTSR1招募,而NTSR1拮抗劑SR142948A則無此效果。SBI-810無法激活NTSR1介導的Gq信號通路。此外,SBI-810抑制NT引起的Gq激活,同時增強NT引發的βarr2招募。NT和SBI-810也可通過小鼠NTSR1招募βarr2。這些結果表明SBI-810是一種針對NTSR1的βarr2偏向性變構調節劑。為了評估SBI-810的鎮痛效果,作者在未處理過的雄性和雌性C57BL/6J小鼠中使用Von Frey細絲測量了足底撤回閾值。SBI-810顯著提高了撤回閾值,1小時內即可觀察到效果,2和3小時時進一步增強。因此,SBI-810能有效抑制基礎生理狀態下的急性疼痛。SBI-810在Ntsr2?/?和Arrb1?/?小鼠中仍能提高撤回閾值,但在Ntsr1?/?和Arrb2?/?小鼠中則完全無效。NTSR1拮抗劑SR48692可阻斷SBI-810的作用,表明有NTSR1的參與。SBI-810還可在熱板、Hargreaves和干冰實驗中減輕熱痛和冷痛,而在轉棒、曠場和粘合劑去除測試中未影響運動或觸覺功能。這些結果表明,SBI-810通過NTSR1和βarr2緩解急性疼痛,且不會損害運動或觸覺感覺功能。單次鞘內注射SBI-810或NT均顯著提高了撤回閾值,其中SBI-810的效果可持續至5小時。低劑量的NT或SBI-810單獨使用無效,但兩者聯合可提升撤回閾值達2小時,提示具有協同鎮痛作用。此外,在Ntsr1?/?小鼠中,NT的作用消失,而在Ntsr2?/?小鼠中則不受影響,進一步證實NTSR1介導了NT的鎮痛效應。為進一步評估SBI-810的潛在副作用,使用激光散斑成像技術檢測了血流情況,鞘內注射SBI-810對血流無影響。結果表明SBI-810不會影響觸覺感知、運動功能或血流。藥代動力學研究發現在0.25、0.5、1、2和4小時時,SBI-810在背根神經節中的濃度高于脊髓,遠高于腦組織。因此,脊髓和背根神經節是鞘內遞送SBI-810發揮鎮痛作用的關鍵部位。
圖二 SBI-810通過全身和局部給藥可減輕小鼠的術后疼痛、神經病理性疼痛和炎癥性疼痛
SBI-810通過全身或局部給藥可有效緩解小鼠的術后疼痛、神經病理性疼痛和炎癥性疼痛。在足底切口模型中,SBI-810能預防機械性疼痛并抑制自發性疼痛相關的行為改變。在脛骨骨折模型中,SBI-810顯著減輕了機械性、自發性和冷痛反應。在SNI(坐骨神經損傷)模型中,SBI-810在損傷一周后仍能逆轉劇烈的機械性和冷痛反應,且該作用依賴于NTSR1和βarr2。與嗎啡不同,SBI-810連續使用五天未產生耐受或敏化現象。相比加巴噴丁,鞘內注射SBI-810鎮痛效果更強,且不引起嗜睡等副作用。行為學測試顯示,SBI-810可顯著緩解持續性神經病理性疼痛,并改善認知功能。此外,在CFA(完全弗氏佐劑)、STZ(鏈脲佐菌素)和福爾馬林誘導的炎癥疼痛模型中,SBI-810同樣表現出顯著的鎮痛作用,既能抑制外周敏化也能緩解中樞敏化。這些結果表明,SBI-810通過外周和中樞雙重機制,有效緩解多種類型的急性和慢性疼痛。
圖三 SBI-810通過抑制小鼠脊髓的突觸傳遞,經由NTSR1和βarr2發揮中樞鎮痛作用
慢性疼痛涉及中樞敏化(脊髓突觸傳遞改變)和外周敏化(感覺神經元興奮性增強)。為了探索SBI-810的中樞作用機制,作者檢測了在疼痛調節中起關鍵作用的脊髓背角中NTSR1和NTSR2的表達。原位雜交結果顯示,Ntsr1 mRNA主要定位于NeuN陽性細胞(即神經元),而Ntsr2 mRNA則主要存在于NeuN陰性細胞中。在Ntsr1-HA報告小鼠中進行雙重免疫染色進一步證實,NTSR1與NeuN在脊髓背角神經元中共定位。為了明確SBI-810在調控傷害性突觸傳遞中的作用,在SNI小鼠的脊髓切片中記錄了II層神經元的自發性興奮性突觸后電流。值得注意的是,在Ntsr1?/?和Arrb2?/?小鼠中,SBI-810對這些電流的調節作用消失。βarr2廣泛表達于脊髓背角的興奮性和抑制性神經元中。為了研究βarr2在脊髓背角興奮性神經元中的作用,作者采用腺相關病毒方法微量注射選擇性敲除同側CaMKII+興奮性神經元中的Arrb2。在Arrb2-floxed小鼠中,當在脊髓背角中表達AAV-Cre以敲除Arrb2后,SBI-810緩解SNI引發的機械性疼痛的能力顯著減弱。SBI-810通過作用于脊髓背角神經元上的NTSR1和βarr2,抑制興奮性突觸傳遞,從而發揮中樞鎮痛作用。這一效應依賴于NTSR1和βarr2的存在,并且在βarr2被特異性敲除后明顯減弱,說明βarr2在脊髓興奮性神經元中對SBI-810的鎮痛效果至關重要。
圖四 全文摘要圖
總結
SBI-810 作為一種針對神經降壓素受體1的偏向性阻滯蛋白變構調節劑,通過外周和中樞雙重調控機制,能夠有效緩解急性和慢性疼痛,并且還能減輕阿片類藥物戒斷癥狀。這種新型療法不僅為現有疼痛管理提供了新的選擇,特別是對于那些對傳統止痛藥反應不佳或有嚴重副作用的患者,還因其選擇性激活某些信號通路而減少了潛在的不良反應,提高了患者的耐受性和依從性。此外,SBI-810 在減輕阿片類藥物戒斷癥狀方面的潛力,為應對全球阿片危機提供了新的治療途徑,有助于減少對阿片類藥物的依賴。該研究進一步深化了對神經降壓素系統的理解,推動了相關信號通路的探索,為未來開發更多基于該受體的治療藥物奠定了基礎。
文章來源
https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.04.038
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