В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые из Университета штата Аризона (Arizona State University) внесли вклад в изучение зависимой от температуры активации ионного канала. Это, в свою очередь, должно помочь в разработке новых типов обезболивающих, не вызывающих привыкания.
Актуальность вопроса
Способность ощущать температуру и реагировать на нее имеет фундаментальное значение в биологии. Ионные каналы образованы мембранными белками, которые позволяют ионам проходить через непроницаемую липидную клеточную мембрану, где они используются в качестве коммуникационной сети. TRPV1 — это ионный канал, который широко экспрессируется в различных тканях и играет множество ролей в биологии. TRPV1 наиболее известен своей ролью в качестве основного датчика температуры в организме человека; это основной способ, которым мы ощущаем тепло в окружающей среде. Хотя важный вклад был сделан в исследование термочувствительности TRPV1, его механизм остается неясным. TRPV1 также является обычным сенсором вкуса и боли, например, острой пищи и перцового баллончика. Помимо этих свойств, TRPV1 влияет на долгожительство, воспаление, ожирение и рак. На протяжении десятилетий он был целью поиска новых видов обезболивающих, которые не вызывают привыкания. Однако на сегодняшний день общей особенностью является то, что, хотя соединения, нацеленные на TRPV1, могут облегчить боль, они также вызывают нецелевые эффекты, особенно вызывая изменения температуры тела, что ограничивает их полезность. Эти нецелевые эффекты возникают из-за активации TRPV1 множеством различных стимулов, включая лиганды (например, капсаицин — главный ингредиент перцового аэрозоля), тепло и протоны (кислый pH). Также особенно ограничивает неопределенность в отношении механизмов, лежащих в основе определения температуры, и того, как различные механизмы активации связаны друг с другом.
Материалы и методы исследования
В данном исследовании использовались различные методы, от клеточных до атомных по природе, для изучения домена TRPV1, который является ключом к активации его лиганда. Методы включали в себя эксперименты по спектроскопии ядерного магнитного резонанса (например, МРТ), а также флуоресценции. Другие методы включали дихроизм в дальнем ультрафиолетовом диапазоне и электрофизиологию, зависящую от температуры.
Результаты научной работы
Результаты исследования показывают, как функционально, так и термодинамически, что конкретная область (TRPV1) имеет решающее значение для тепловой активации. Исследование предлагает и обеспечивает экспериментальное подтверждение механизма тепловой активации и подробно описывает ряд структурных изменений, которые происходят при изменении температуры.
Это исследование обеспечивает основу, которая станет основой для будущих исследований, направленных на дальнейшее уточнение того, как мы воспринимаем высокие температуры, и, что важно, как мы можем различать и нацеливать конкретные механизмы активации, которые должны способствовать развитию новых методов лечения боли, не вызывающих привыкания.
Авторы другого исследования утверждают, что рецептор мозга, регулирующий температуру, помогает ускорить снижение веса.
