Sphingosin 1-Phosphat induzierte Ionenströme in Nozizeptoren und akuter Schmerz
Sphingosine 1-phosphate induced ionic currents in nociceptors and acute pain
Wissenschaftsdisziplinen
Biologie (20%); Medizinisch-theoretische Wissenschaften, Pharmazie (80%)
Keywords
-
Chloride Channels,
Nociceptor Excitation,
Nociceptor Sensitisation,
Lipid Mediators,
Inflammatory Pain,
Postoperative Pain
Chirurgische Interventionen führen regelmäßig zu akuten postoperativen Schmerzen, die als Folge der iatrogene Gewebsverletzung mit Läsion von Blutgefäßen, Einblutungen, Adhäsion und Aktivierung von Thrombozyten und Plasmaextravasation entstehen. Menschliche Thrombozyten enthalten hohe Konzentrationen von Sphingolipiden, vor allem Sphingosin 1-Phosphat (S1P), das von aktivierten Blutplättchen aktiv freigesetzt wird. Die S1P Konzentration im Blutplasma kann bis in den mikromolaren Bereich ansteigen. Injektionen von Plasma sind sehr schmerzhaft und experimentell aktivierte Thrombozyten aktivieren "Schmerzsensoren", die Nozizeptoren. Wir schlagen daher S1P als neuen Schlüsselmediator für den Akutschmerz und für die akute Aktivierung von Nozizeptoren bei Gewebsverletzung vor. Mit einem interdisziplinären Ansatz sollen die Mechanismen erforscht werden, durch die S1P Nozizeptoren aktiviert. Es ist wichtig die durch S1P aktivierten Ionenleitfähigkeiten an der Zellmembran zu charakterisieren und die Rezeptoren sowie die zellulären Signalmechanismen des Lipidmediators aufzuklären. Im Rahmen des Projekts werden durch S1P induzierte Chloridleitfähigkeiten an der Membran von Nozizeptoren untersucht und mit Hilfe einer siRNA-Strategie zur Genabschaltung die verantwortlichen Kandidatengene für Chloridkanäle identifiziert. Die Rolle von S1P und Chloridkanälen beim Akutschmerz wird erforscht. Obwohl der akute postoperative Schmerz ein wichtiges klinisches Problem ist und die postoperative Rekonvaleszenz der Patienten beeinträchtigt, beschränken sich die zur Verfügung stehenden Schmerzmittel auf die klassischen Opioide und nicht-steroidale Analgetika. Wir erwarten uns, mit diesem Projekt neue mechanistische Einsichten in die Rolle von S1P beim akuten traumatischen und post-operativen Schmerz und darauf aufbauend neue Perspektiven für die Entwicklung zukünftiger, verbesserter Strategien für die Schmerztherapie.
Chirurgische Interventionen führen regelmäßig zu akuten postoperativen Schmerzen, die als Folge der iatrogene Gewebsverletzung mit Läsion von Blutgefäßen, Einblutungen, Adhäsion und Aktivierung von Thrombozyten und Plasmaextravasation entstehen. Menschliche Thrombozyten enthalten hohe Konzentrationen von Sphingolipiden, vor allem Sphingosin 1- Phosphat (S1P), das von aktivierten Blutplättchen aktiv freigesetzt wird. Die S1P Konzentration im Blutplasma kann bis in den mikromolaren Bereich ansteigen. Injektionen von Plasma sind sehr schmerzhaft und experimentell aktivierte Thrombozyten aktivieren "Schmerzsensoren", die Nozizeptoren. Wir haben daher S1P als neuen Schlüsselmediator für den Akutschmerz und für die akute Aktivierung von Nozizeptoren bei Gewebsverletzung untersucht. Mit einem interdisziplinären Ansatz wurden die Mechanismen erforscht, durch die S1P Nozizeptoren aktiviert. Es wurden die durch S1P aktivierten Ionenleitfähigkeiten an der Zellmembran charakterisiert und die Rezeptoren sowie die zellulären Signalmechanismen des Lipidmediators aufgeklärt. ImRahmen des Projekts wurdendurch S1Pinduzierte Chloridleitfähigkeiten an der Membran von Nozizeptoren untersucht und mit Hilfe einer siRNA-Strategie zur Genabschaltung die verantwortlichen Kandidatengene CLCN3 und CLCN5 identifiziert. Die Rolle von S1P und Chloridkanälen beim Akutschmerz wurde erforscht. Obwohl der akute postoperative Schmerz ein wichtiges klinisches Problem ist und die postoperative Rekonvaleszenz der Patienten beeinträchtigt, beschränken sich die zur Verfügung stehenden Schmerzmittel auf die klassischen Opioide und nicht-steroidale Analgetika. Mit diesem Projekt wurden neue mechanistische Einsichten in die Rolle von S1P beim akuten traumatischen und post-operativen Schmerz gewonnen, und darauf aufbauend neue Perspektiven für die Entwicklung zukünftiger, verbesserter Strategien für die Schmerztherapie.
- Gerd Geißlinger, Fraunhofer Gesellschaft - Deutschland
- Karl Kunzelmann, Universität Regensburg - Deutschland
- Kees Jalink, The Netherlands Cancer Institute - Niederlande
- Wouter H. Moolenaar, The Netherlands Cancer Institute - Niederlande
- David P. Corey, Harvard Medical School - Vereinigte Staaten von Amerika
- Richard L. Proia, National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases - Vereinigte Staaten von Amerika
Research Output
- 522 Zitationen
- 16 Publikationen
-
2016
Titel Ablation of Sphingosine 1-Phosphate Receptor Subtype 3 Impairs Hippocampal Neuron Excitability In vitro and Spatial Working Memory In vivo DOI 10.3389/fncel.2016.00258 Typ Journal Article Autor Weth-Malsch D Journal Frontiers in Cellular Neuroscience Seiten 258 Link Publikation -
2017
Titel Sphingosine-1-Phosphate and the S1P3 Receptor Initiate Neuronal Retraction via RhoA/ROCK Associated with CRMP2 Phosphorylation DOI 10.3389/fnmol.2017.00317 Typ Journal Article Autor Quarta S Journal Frontiers in Molecular Neuroscience Seiten 317 Link Publikation -
2017
Titel Changes in Ionic Conductance Signature of Nociceptive Neurons Underlying Fabry Disease Phenotype DOI 10.3389/fneur.2017.00335 Typ Journal Article Autor Namer B Journal Frontiers in Neurology Seiten 335 Link Publikation -
2018
Titel Signatures of Altered Gene Expression in Dorsal Root Ganglia of a Fabry Disease Mouse Model DOI 10.3389/fnmol.2017.00449 Typ Journal Article Autor Kummer K Journal Frontiers in Molecular Neuroscience Seiten 449 Link Publikation -
2020
Titel Intragenic MicroRNAs Autoregulate Their Host Genes in Both Direct and Indirect Ways—A Cross-Species Analysis DOI 10.3390/cells9010232 Typ Journal Article Autor Zeidler M Journal Cells Seiten 232 Link Publikation -
2020
Titel Chloride – The Underrated Ion in Nociceptors DOI 10.3389/fnins.2020.00287 Typ Journal Article Autor Wilke B Journal Frontiers in Neuroscience Seiten 287 Link Publikation -
2020
Titel Non-coding RNAs in neuropathic pain DOI 10.1042/ns20190099 Typ Journal Article Autor Kalpachidou T Journal Neuronal Signaling Link Publikation -
2019
Titel Layer- and subregion-specific electrophysiological and morphological changes of the medial prefrontal cortex in a mouse model of neuropathic pain DOI 10.1038/s41598-019-45677-z Typ Journal Article Autor Mitric M Journal Scientific Reports Seiten 9479 Link Publikation -
2019
Titel Tissue Specific Reference Genes for MicroRNA Expression Analysis in a Mouse Model of Peripheral Nerve Injury DOI 10.3389/fnmol.2019.00283 Typ Journal Article Autor Kalpachidou T Journal Frontiers in Molecular Neuroscience Seiten 283 Link Publikation -
2019
Titel Rho GTPases in the Physiology and Pathophysiology of Peripheral Sensory Neurons DOI 10.3390/cells8060591 Typ Journal Article Autor Kalpachidou T Journal Cells Seiten 591 Link Publikation -
2014
Titel Sphingosine 1-Phosphate to p38 Signaling via S1P1 Receptor and Gai/o Evokes Augmentation of Capsaicin-Induced Ionic Currents in Mouse Sensory Neurons DOI 10.1186/1744-8069-10-74 Typ Journal Article Autor Langeslag M Journal Molecular Pain Seiten 1744-8069-10-74 Link Publikation -
2013
Titel Sphingosine-1-Phosphate-Induced Nociceptor Excitation and Ongoing Pain Behavior in Mice and Humans Is Largely Mediated by S1P3 Receptor DOI 10.1523/jneurosci.4479-12.2013 Typ Journal Article Autor Camprubí-Robles M Journal The Journal of Neuroscience Seiten 2582-2592 Link Publikation -
2013
Titel Therapeutic targeting of the ceramide-to-sphingosine 1-phosphate pathway in pain DOI 10.1016/j.tips.2012.12.001 Typ Journal Article Autor Salvemini D Journal Trends in Pharmacological Sciences Seiten 110-118 -
2015
Titel Activated platelets release sphingosine 1-phosphate and induce hypersensitivity to noxious heat stimuli in vivo DOI 10.3389/fnins.2015.00140 Typ Journal Article Autor Weth D Journal Frontiers in Neuroscience Seiten 140 Link Publikation -
2018
Titel Identification of Chloride Channels CLCN3 and CLCN5 Mediating the Excitatory Cl- Currents Activated by Sphingosine-1-Phosphate in Sensory Neurons DOI 10.3389/fnmol.2018.00033 Typ Journal Article Autor Qi Y Journal Frontiers in Molecular Neuroscience Seiten 33 Link Publikation -
2020
Titel The ceramide-S1P pathway as a druggable target to alleviate peripheral neuropathic pain DOI 10.1080/14728222.2020.1787989 Typ Journal Article Autor Langeslag M Journal Expert Opinion on Therapeutic Targets Seiten 869-884 Link Publikation