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9月20日Science杂志精选

2018-11-28 10:31:09

封面故事:阿片类物质依赖性在慢性疼痛中起着作用

Constitutive μ-Opioid Receptor Activity Leads to Long-Term Endogenous Analgesia and Dependence

据一项新的研究报道,身体在损伤后对自然的、阻断痛觉的阿片类物质的依赖可能促成了慢性疼痛的出现。阻断机体对阿片类的过度使用可能会阻止急性疼痛向慢性疼痛的转变。在损伤时,机体通过释放阿片物质来阻断痛觉,没有这一过程,在手术或其它创伤性损伤之后所经历的急性疼痛将会更为严重。没有人知道慢性疼痛到底是如何产生的,且没有可供阻止慢性的治疗存在。为了探索阿片类物质在慢性疼痛中的作用,Gregory Corder及其同事在小鼠的爪子中制造了炎症,让疼痛样行为在数天至数周中(在小鼠的天然阿片类物质的帮助下)自然消退,并接着给予小鼠阿片类受体阻滞剂。这些阿片类阻滞药物复现了与疼痛相关的行为以及在这些小鼠脊髓中的疼痛神经元的激活,即使注射是在受伤之后长达6个月时。进一步放大时,研究人员发现了一种叫做μ-阿片样受体(MOR)的可介导长时间疼痛抑制的特别的阿片样受体。在患有慢性疼痛的小鼠中,MOR似乎被卡在一个持续“打开”的状态。令人惊讶的是,当给予一种阿片类阻滞剂时,这些小鼠表现出了如发抖和震颤等阿片类戒断的经典体征(类似于当停服阿片类药物时在成瘾者中所见的情形)。没有接受阿片类阻滞剂以破坏自然镇痛的小鼠不会表现出这一行为。研究人员发现,阻断MOR不但快速启动了疼痛及疼痛的传输,而且还产生了一种在脊髓中发现的已知会促成成瘾及慢性疼痛的关键性的蛋白质——I型腺苷酸环化酶。总之,这些结果提示,尽管MOR可以在受伤后让急性疼痛得到控制,但它也能造成机体对其自身的阿片类物质变得依赖,而这会促成慢性疼痛的形成。(DOI: 10.1126/science.1239403)

涉及另外一个阿尔茨海默氏症受体的研究

Human LilrB2 Is a β-Amyloid Receptor and Its Murine Homolog PirB Regulates Synaptic Plasticity in an Alzheimer’s Model

研究人员发现了一种在小鼠脑中的叫做PirB的受体,它能与β-淀粉样肽(它与阿尔茨海默氏症有关)结合并引起神经元缺陷。鉴于他们的发现,他们提出,其在人类中的对等物——一种叫做LilrB2的受体——可能是一个良好的治疗目标。Taecho Kim及其同事知道,受损的眼优势可塑性或ODP是在小鼠的阿尔茨海默氏病模型中早出现的不足之一。他们也知道,PirB——它在传统上以其在免疫系统中的功能而出名——还在ODP的维持中扮演着一个核心的作用。(ODP指的是脑中致力于视觉的资源因应改变的视觉输入而进行的重新分配。)因此,研究人员用β-淀粉样蛋白的一个片段来研究该受体并发现,缺乏PirB的小鼠不会经历记忆缺陷及退化的ODP--而后者折磨着其它的该疾病模型小鼠。他们的观察提示,β-淀粉样蛋白与PirB的结合导致了一种叫做丝切蛋白的蛋白质——丝切蛋白控制着肌动蛋白的装配——表达的增加,而这一过度表达终导致了神经元内削弱的细胞骨架以及其树突棘的丧失。这些发现意味着LilrB2受体促成了人类中的阿尔茨海默氏症,而阻断其功能可能会揭示新的治疗方法。由Iryna Benilova 和 Bart De Strooper撰写的一则《观点栏目》文章更为详细地解释了这一研究。(DOI: 10.1126/science.1242077)

是什么使得深源的地震如此之深

Energy Release of the 2013 Mw 8.3 Sea of Okhotsk Earthquake and Deep Slab Stress Heterogeneity

为了帮助地震学界更好地理解究竟是什么引起了难以捉摸的深源地震,科学家们研究了迄今为止所记录的的深源地震所释放的能力。该事件是一个去年在鄂霍次克海下方发生的矩震级为8.3的地震,鄂霍次克海是位于西太平洋区域的一个水体。与大多数的地震——它们发生的深度不超过地壳下几十公里——不同,这一地震是在下方约609公里处爆裂的。为了更好地理解其形成,Lingling Ye及其同事利用了现代仪器在102个不同的记录站记录了从鄂霍次克海地震及其余震的能量释放的数据。他们接着应用这一信息来确定应力降或跨越该事件发生的地球深部板块断层的应力变化。Ye及其同事在这个板块中发现了应力水平显著的异质性;例如,在主要事件与的余震之间存在的应力水平的重大变动。这一异质性可能是由地幔中存在着中间散布着较硬、较强土壤的脆性片块造成的。文章的作者说,由于该地震造成了沿着一个长逾180公里的断层撕裂,它沿途遭遇了这一结构上的异质性--脆性及坚强的区域,而这导致了应力的大规模释放。他们提示,在该板块中的强与弱区域的分布与控制鄂霍次克海地震事件的引人注目的深度有关。他们的研究帮助解答了有关深源地震动力学的长期存在的问题。(DOI: 10.1126/science.1242032)

好奇号探测器报告:没有甲烷

Low Upper Limit to Methane Abundance on Mars

来自好奇号探测器的新数据表明,在火星上仅存在着痕量的甲烷;好奇号探测器自它在2012年8月登上该红色行星之后一直在对火星的表面及大气进行着研究。在过去的十年中,研究人员报告了火星大气中有气“团”-- 但是,由于那些是从地球或轨道卫星(且由于甲烷可以是生物活性的一个标志)上所做的报告,因此这些断言仍然是有争议的。然而现在,Christopher Webster及其同事分析了由好奇号探测器上的可调谐激光光谱仪所做出的检测;他们说,在火星大气中目前可以存在的大多数的甲烷在体积上只占了10亿分之1.3。这一测量比先前的估计低了约6倍,且它大大降低了火星微生物(由表面之下的细菌)性甲烷产生的几率。据研究人员披露,它也限制了火星上因地质原因产生的甲烷量或从另外的天体所引进的甲烷量。(DOI: 10.1126/science.1242902)


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