Nature封面：“吸血鬼”的故事

　　

生物通报道：这个世界上有没有吸血鬼，不得而知，但是确实存在一类能吸血的哺乳动物，这就是吸血蝙蝠，吸血蝙蝠是蝙蝠科所有种类的吸血蝠的统称。这种哺乳动物中特有的吸血种类相貌看起来非常丑恶，在天黑之后才开始活动，每晚定时觅食——吸食动物的血液，不同种类的吸血蝙蝠吸血对象也有所不同。

最新公布（8月4日）的Nature杂志封面就是一只飞翔的吸血蝙蝠——来自加州大学旧金山分校等处的研究人员发现了吸血蝙蝠探测红外线的分子机制，这提出了神经纤维感知温度的一种新生理调控机制，为解析温度感知神经调控提供了重要线索。

（Nature封面，图片来源：Nature杂志）

2011年被联合国环境规划署定为“国际蝙蝠年”，用以宣传蝙蝠给生态系统带来的益处，促进对这些地球上唯一会飞行的哺乳动物的保护和研究。蝙蝠的一大特点就是探测食物方位的回声系统，这帮助了科学家们发明了雷达。

在这篇文章中，研究人员解析了吸血蝙蝠探测红外线的分子机制——特殊的面部神经：低温感应器，可以感应到体温为32摄氏度的动物。这为分析特殊物质，或者特殊细胞中的温度感应接受器进化方式打开了一扇窗户。

研究发现有三类脊椎动物具有能够检测红外辐射、作为定位热血猎物身上热点位置的手段的本领，即三类有远亲关系的蛇——蝮蛇(pit vipers)、蟒蛇(pythons)和王蛇(boas)。对所有这些蛇来说，红外传感器都是一个被称为“颊窝器”的高度专门化的面部结构。在蛇类中，一个非热敏性的离子通道(脊椎动物的TRPA1)已成为一种红外探测器。

而吸血蝙蝠采取的是另外一种生理机制，它们体内RNA剪接产生了普遍存在的TRPV1热敏通道的一个变种，能适应较低的温度。研究人员比对了这一通道的基因序列和其他动物的对应序列，结果发现这些数据证明吸血蝙蝠在演化上是与马、狗、母牛、鼹鼠和海豚（属于“劳亚兽总目”）属于一类的，而不是像当初按照解剖标准所提出的那样与人类、猴子和啮齿类（属于“灵长总目”）属于一类。

领导这项研究的是加州大学旧金山分校的David Julius博士，其研究组一直致力于人类和动物对热敏感的神经遗传基础，他们曾发现辣椒中的主要成分辣椒素（Capsaicin）能够和人体神经细胞表面的TRPV1受体结合，这个受体本来的功能是感受高温，一旦遇到37°C以上的高温，TRPV1的结构就会发生变化，从而发出警报，让人赶紧躲开高温源，比如把手从热水里拿开。这解析了辣椒产生辣感的分子机理。

而这项研究发现了吸血蝙蝠具有特殊的热感应分子，能检测血热红外辐射信号，这提出了神经纤维感知温度的一种新生理调控机制，为解析温度感知神经调控提供了重要线索。

研究人员希望能利用这一分子机制，解析人类的一些神经疾病，比如三叉神经痛（trigeminal neuralgia），这是一种发生在面部三叉神经分布区内反复发作的阵发性剧烈神经痛。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Ganglion-specific splicing of TRPV1 underlies infrared sensation in vampire bats

Vampire bats (Desmodus rotundus) are obligate blood feeders that have evolved specialized systems to suit their sanguinary lifestyle1, 2, 3. Chief among such adaptations is the ability to detect infrared radiation as a means of locating hotspots on warm-blooded prey. Among vertebrates, only vampire bats, boas, pythons and pit vipers are capable of detecting infrared radiation1, 4. In each case, infrared signals are detected by trigeminal nerve fibres that innervate specialized pit organs on the animal’s face5, 6, 7, 8, 9, 10. Thus, vampire bats and snakes have taken thermosensation to the extreme by developing specialized systems for detecting infrared radiation. As such, these creatures provide a window into the molecular and genetic mechanisms underlying evolutionary tuning of thermoreceptors in a species-specific or cell-type-specific manner. Previously, we have shown that snakes co-opt a non-heat-sensitive channel, vertebrate TRPA1 (transient receptor potential cation channel A1), to produce an infrared detector6. Here we show that vampire bats tune a channel that is already heat-sensitive, TRPV1, by lowering its thermal activation threshold to about 30 °C. This is achieved through alternative splicing of TRPV1 transcripts to produce a channel with a truncated carboxy-terminal cytoplasmic domain. These splicing events occur exclusively in trigeminal ganglia, and not in dorsal root ganglia, thereby maintaining a role for TRPV1 as a detector of noxious heat in somatic afferents. This reflects a unique organization of the bat Trpv1 gene that we show to be characteristic of Laurasiatheria mammals (cows, dogs and moles), supporting a close phylogenetic relationship with bats. These findings reveal a novel molecular mechanism for physiological tuning of thermosensory nerve fibres.