Science頭條：食蝗小鼠的抗痛絕招
日期：2013-10-28 09:56:17
樹(shù)皮蝎已知會(huì)造成動(dòng)物界最疼痛的蟄傷，而當(dāng)沙居食蝗小鼠攻擊樹(shù)皮蝎時(shí)，它卻幾乎絲毫感覺(jué)不到強(qiáng)烈的疼痛。現(xiàn)在研究人員解開(kāi)了其原因：這種嚙齒類(lèi)動(dòng)物控制疼痛反應(yīng)的細(xì)胞信號(hào)通路發(fā)生了突變，使得它們能夠抵抗蝎子毒。
這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在10月25日的《科學(xué)》（Science）雜志上，為試圖開(kāi)發(fā)出鎮(zhèn)痛藥的研究人員提供了一個(gè)潛在的靶點(diǎn)。英國(guó)劍橋大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Ewan Smith（未參與該研究）說(shuō)：“這是一篇極好的、完整的研究——從行為深入到了可以解釋這種行為的分子。”
能夠抵抗蝎毒，幫助了食蝗小鼠在美國(guó)西南部的沙漠中生存。在那里樹(shù)皮蝎非常的豐富，但其他的食物資源卻不太常見(jiàn)。密歇根州立大學(xué)進(jìn)化神經(jīng)生物學(xué)家Ashlee Rowe及同事們，通過(guò)將少量的毒液注入食蝗小鼠和家鼠的爪子，現(xiàn)場(chǎng)觀察了食蝗小鼠能夠經(jīng)受蝎蟄傷的能力。他們發(fā)現(xiàn)家鼠反復(fù)地舔自己的爪子，表明它們感到不適，而食蝗小鼠則只舔了幾次。
在第二項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，研究人員將毒液注入家鼠和食蝗小鼠，隨后又注射了一種已知引起疼痛的化學(xué)物質(zhì)福爾馬林。食蝗小鼠舔爪子的次數(shù)仍然少于家鼠，表明毒液阻斷了食蝗小鼠感知來(lái)自福爾馬林的疼痛的能力。
接下來(lái)研究人員確定了在食蝗小鼠神經(jīng)元中發(fā)生改變的分子信號(hào)通路。兩種鈉離子通道是哺乳動(dòng)物傳送疼痛信號(hào)的必要條件：一個(gè)負(fù)責(zé)啟動(dòng)信號(hào)，一個(gè)負(fù)責(zé)傳送信號(hào)（藥物研究主要側(cè)重于前者；在人類(lèi)，一種罕見(jiàn)的通道突變可導(dǎo)致無(wú)法感覺(jué)疼痛。）在食蝗小鼠中，蝎毒可刺激啟動(dòng)通道Nav1.7，但它也抑制了控制疼痛信號(hào)傳遞的通道Nav1.8，由此阻止了本應(yīng)該產(chǎn)生的疼痛。
疼痛開(kāi)關(guān)
研究人員認(rèn)為，食蝗小鼠和家鼠疼痛傳送鈉離子通道之間一個(gè)小的結(jié)構(gòu)差異可以解釋這些物種對(duì)于蝎毒的反應(yīng)。在食蝗小鼠中，構(gòu)成這一Nav1.8鈉離子通道的蛋白質(zhì)在靠近通道開(kāi)口處有一個(gè)氨基酸的差異。沒(méi)有這一改變，蝎毒不能抑制這一通道傳播疼痛信號(hào)。
Rowe認(rèn)為，也可能還有其他的分子改變促成了食蝗小鼠對(duì)蝎毒不敏感，但她確定這種氨基酸改變起核心作用。
科羅拉多大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)家Rock Levinson說(shuō)：“這真是一篇優(yōu)秀的論文。”他稱贊了這項(xiàng)研究所采用的多學(xué)科方法，將來(lái)自行為、電生理和分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的證據(jù)集合到了一起。
伊利諾大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家Thomas Park曾在裸鼴鼠中發(fā)現(xiàn)過(guò)相似的一種抗疼痛機(jī)制，他說(shuō)看到兩個(gè)物種平行進(jìn)化出了一種相似的性狀，他感到很興奮。這表明研究這兩種動(dòng)物的阻斷疼痛的能力，最終可以生成一些醫(yī)學(xué)應(yīng)用新見(jiàn)解。
