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SARS-CoV-2感染引起的疼痛缓解可能有助于解释COVID-19的传播

根据亚利桑那大学健康科学部研究人员的一项新研究,SARS-CoV-2,即引起COVID-19的病毒,可以缓解疼痛。

该研究的通讯作者、图森医学院药理学系教授Rajesh Khanna博士说,这一发现可能解释了为什么近一半感染COVID-19的人很少或没有症状,尽管他们能够传播这种疾病。

“Khanna博士说:”这对我来说很有意义,也许COVID-19不间断传播的原因是,在早期阶段,你走来走去都很好,好像什么事都没有,因为你的疼痛已经被抑制了。”你有病毒,但你并不感到难受,因为你的疼痛已经消失。如果我们能证明这种疼痛缓解是导致COVID-19进一步传播的原因,那就有巨大的价值”。

这篇题为 “SARS-CoV-2穗状蛋白协同VEGF-A/Neuropilin-1受体信号诱导镇痛 “的论文将发表在国际疼痛研究协会的期刊《PAIN》上。

美国疾病控制和预防中心9月10日发布的最新数据估计,50%的COVID-19传播发生在症状出现之前,40%的COVID-19感染是无症状的。

“这项研究提出了这样一种可能性,即作为COVID-19早期症状的疼痛可能被SARS-CoV-2尖峰蛋白减少,因为它使身体的疼痛信号传导途径沉默,”亚利桑那健康科学大学高级副校长Michael D. Dake博士说。”亚利桑那大学健康科学学院综合疼痛和成瘾中心的研究人员正在利用这一独特的发现,在我们继续寻求解决阿片类药物流行的新方法时,探索一类新型的疼痛治疗方法。”

病毒通过细胞膜上的蛋白质受体感染宿主细胞。在这一流行病的早期,科学家们确定SARS-CoV-2尖峰蛋白利用血管紧张素转换酶2(ACE2)受体进入体内。但在6月,预印本服务器bioRxiv上发布的两篇论文指出,神经蛋白酶-1是SARS-CoV-2的第二个受体。

Khanna博士说:”这引起了我们的注意,因为在过去的15年里,我的实验室一直在研究与疼痛处理有关的、处于神经蛋白酶下游的复杂蛋白质和途径,”他隶属于亚利桑那州健康科学综合疼痛和成瘾中心,是亚利桑那州BIO5研究所的一员。”所以我们退一步,意识到这可能意味着也许尖峰蛋白参与了某种疼痛处理。”

许多生物途径向身体发出感觉疼痛的信号。一种是通过一种名为血管内皮生长因子-A(VEGF-A)的蛋白质,它在血管生长中起着至关重要的作用,但也与癌症、类风湿性关节炎以及最近的COVID-19等疾病有关。

就像一把锁中的钥匙,当VEGF-A与受体神经蛋白结合时,它启动了一连串的事件,导致神经元过度兴奋,从而引起疼痛。Khanna博士和他的研究小组发现,SARS-CoV-2尖峰蛋白与神经皮林的结合位置与VEGF-A完全相同。

有了这些知识,他们在实验室和啮齿动物模型中进行了一系列实验,以测试他们的假设,即SARS-CoV-2尖峰蛋白作用于VEGF-A/神经蛋白酶疼痛途径。他们用VEGF-A作为诱因,诱发神经元的兴奋性,从而产生疼痛,然后加入SARS-CoV-2穗状蛋白。

Khanna博士说:”Spike完全逆转了VEGF诱导的疼痛信号,”。”无论我们使用非常高剂量的尖峰蛋白还是极低剂量的尖峰蛋白都没有关系–它完全逆转了疼痛。”

Khanna博士正与亚利桑那健康科学大学的免疫学家和病毒学家合作,继续研究神经蛋白酶在COVID-19传播中的作用。

在他的实验室里,他将研究神经蛋白作为非阿片类药物止痛的新目标。在研究期间,Khanna博士测试了为抑制某些癌症的肿瘤生长而开发的现有小分子神经蛋白酶抑制剂,发现它们在与神经蛋白酶结合时提供了与SARS-CoV-2尖峰蛋白相同的疼痛缓解。

“我们正在推进设计针对神经蛋白酶的小分子,特别是天然化合物,这可能对缓解疼痛很重要,”Khanna博士说。”我们有一个大流行病,我们有一个阿片类药物的流行。它们正在发生碰撞。我们的发现对两者都有巨大的影响。SARS-CoV-2让我们了解到病毒的传播,但COVID-19也让我们把神经蛋白作为一种新的非阿片类药物的方法来对抗阿片类药物的流行。”

来自药理学系的论文的共同作者是:。Aubin Moutal, PhD; Lisa Boinon; Kimberly Gomez, PhD; Dongzhi Ran, PhD; Yuan Zhou; Harrison Stratton, PhD; Song Cai, PhD; Shizhen Luo; Kerry Beth Gonzalez; 和Samantha Perez-Miller, PhD。来自麻醉学系并与综合疼痛和成瘾中心有额外关系的共同作者是Amol Patwardhan, MD, PhD和Mohab Ibrahim, MD, PhD。


故事来源:

材料 由  亚利桑那大学健康科学学院. 注:内容可根据风格和长度进行编辑。.


期刊参考》。

  1. Aubin Moutal, Laurent F. Martin, Lisa Boinon, Kimberly Gomez, Dongzhi Ran, Yuan Zhou, Harrison J. Stratton, Song Cai, Shizhen Luo, Kerry Beth Gonzalez, Samantha Perez-Miller, Amol Patwardhan, Mohab M. Ibrahim, Rajesh Khanna. SARS-CoV-2 Spike protein co-opts VEGF-A/Neuropilin-1 receptor signaling to induce analgesiaPain, 2020; Publish Ahead of Print DOI: 10.1097/j.pain.0000000000002097

引用此页。

亚利桑那大学健康科学部。”SARS-CoV-2感染引起的疼痛缓解可能有助于解释COVID-19的传播。” ScienceDaily. ScienceDaily, 1 October 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/10/201001155912.htm>.

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