Photobiomodulation Modulates Peripheral and Central Expression of Inflammation-Related Genes Following Carrageenan-Induced Inflammation in Rats
本研究表明，在卡拉胶诱导的炎症模型大鼠中，局部光生物调节（PBM）通过降低促炎标志物（IL-6、IP 和激肽受体）并维持高水平的抗炎因子 IL-10，有效地调节了外周和中枢炎症相关的基因表达。
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人体并非孤立部分的集合，而是一个单一的、相互沟通的系统，脚部的某个问题可以向大脑发送信息。当组织受损时，免疫系统会发起防御，释放化学信号，通过血液和神经沿着路径传递，以向中枢神经系统发出警报。这种身体边缘与核心之间的对话对于生存至关重要，但如果持续时间过长或声音过大，则可能导致慢性疼痛和神经系统问题。科学家早已知道，肢体的炎症可以触发大脑的变化，然而在此过程中交换的具体分子信息仍然十分复杂。寻找如何温和地中断或平息这些信号，而不使用药物，是研究人员寻求更好管理疼痛和炎症方法的一个主要目标。
在最近的一项研究中，研究人员试图观察一种特定类型的光疗是否能改变这些信息的书写方式。他们专注于一种被称为光生物调节（photobiomodulation）的技术，该技术使用低功率激光照射受损组织。研究团队以大鼠为对象，在它们的爪底注射了一种名为卡拉胶（carrageenan）的物质，以制造一种受控的、暂时的炎症。这种物质以引起肿胀和疼痛而闻名，模拟了身体对损伤的自然反应。研究人员想知道，在注射一小时后，用红色激光照射发炎的爪子，是否能改变细胞内部的遗传指令。具体而言，他们寻找的是关于制造那些要么助长炎症之火、要么帮助扑灭火焰的蛋白质的指令的变化。他们检查了这些被称为 mRNA 的指令，分别在受伤的爪子和大脑两个地方进行检查，以观察光的效应是仅停留在局部，还是传播到了神经系统的中心。
实验的时间安排非常严密。研究人员将动物分组，并在注射后一、三、六小时检查其组织。在接受激光治疗的小组中，光照持续时间不到三分钟。激光发射出一种特定色调的红光，波长为 660 纳米，向皮肤传递了精确的能量。在规定的时间后，研究人员取出大脑和爪子组织，以测量几种关键基因的水平。他们检测了与白细胞介素-6（一种促进炎症的蛋白质）相关的基因；白细胞介素-10（一种有助于平息炎症的蛋白质）相关的基因；以及几种作为激肽（kinins）和前列环素（prostacyclins）等疼痛信号化学物质天线的受体。
结果显示，炎症引起了爪子和大脑中遗传活动随时间变化的明显转变。在没有任何治疗的情况下，白细胞介素-6（一种促炎基因）在爪子和大脑中的水平都显著上升，并在损伤六小时后达到峰值。同样，与前列环素受体以及激肽 B1 和 B2 受体（涉及感知疼痛和肿胀）相关的基因在六小时窗口内的特定时间点增加了。然而，在接受激光治疗的动物中，这一模式发生了变化。光疗显著降低了六小时处爪子和大脑中促炎性白细胞介素-6 以及前列环素受体的水平。它还降低了激肽受体在它们最活跃时的水平。
或许更重要的一点是，治疗不仅抑制了坏信号，还帮助维持了好的信号。在未接受治疗的动物中，大脑中具有镇静作用的白细胞介素-10 基因水平在三小时后开始下降。但在接受激光治疗的动物中，这种保护性基因的水平在六小时处仍保持在高位。这表明光疗并不只是简单地关闭免疫系统的反应。相反，它似乎精细调节了这场对话，在调低引起疼痛和肿胀信号音量的同时，保持了促进愈合和调节的信号处于活跃状态。
这项研究证实，肢体上的局部治疗可以影响大脑深处的遗传活动。研究人员发现，光疗在全身范围内创造了一种协调的变化，减少了促炎标记物，并保护了抗炎标记物，这在受伤组织和中枢神经系统中均是如此。这表明光疗带来的益处并不局限于光束照射的点。研究结果表明，光生物调节可以调节身体与大脑之间复杂的化学对话，为影响神经系统对损伤的反应提供了一种非侵入性的方式。虽然光信号如何从爪子传导至大脑的具体机制仍有待完整绘制，但证据表明，该治疗成功地改变了炎症的分子反应方式，这对于管理疼痛可能大有裨益。
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