鼠类为什么不怕蝎毒 揭示止痛机制新发现

一项完整的研究：从行为直落到解释这些行为的分子机制——从沙居食蝗鼠能猎食分泌毒液的蝎子，到发现这种啮齿动物却对这些毒液具有免疫力，最后找到其分子机制。发表在10月24日Science杂志上的一项研究成果发现，沙居食蝗鼠在控制它们疼痛反应的细胞通路中具有一个突变，使得它们能够对抗蝎毒

　　

当沙居食蝗鼠（grasshopper mouse）攻击一只木蝎（bark scorpion）时，它几乎不会感觉到这种节肢动物所带来的剧痛的螫刺。如今，研究人员明白了其中的原因：这种啮齿动物在控制它们疼痛反应的细胞通路具有一个突变，使得它们能够对抗蝎毒。

这项研究成果发表在10月24日的Science杂志上，为尝试开发止痛剂的研究人员提示了一个潜在的方向。剑桥大学的神经系统科学家Ewan Smith称，“这是一项很棒的、完整的研究——从行为直接到解释这些行为的分子。”

沙居食蝗鼠属于沙居食蝗鼠属（Onychomys），跟家鼠（Mus musculus）亲缘关系较远，对于毒液的抗性使得它们能够在美国西南部的沙漠地区生存。在那里，木蝎非常多，但是其它的食物来源就少得多。密歇根州立大学的一位进化神经生物学家Ashlee Rowe和她的团队成员，通过对沙居食蝗鼠和家鼠的脚爪注射小剂量的毒液，验证了对沙居食蝗鼠抵抗蝎螯伤的野外观察结论。在注射毒液后，家鼠不断舔舐它们的脚爪，表明有不适，而沙居食蝗鼠只舔舐了有限的几次。

在第二个实验中，研究者给家鼠和沙居食蝗鼠注射了毒液，然后再注射福尔马林—— 一种已知会引起疼痛的化学药品。沙居食蝗鼠舔舐它们脚爪的时间仍然比家鼠短，表明毒液阻断了沙居食蝗鼠对于福尔马林带来的疼痛的感知能力。

研究者进一步鉴定了在沙居食蝗鼠神经细胞中被修饰的分子途径。两个钠离子通道对于哺乳动物疼痛信号的传送是必要的：一个启动信号，另一个传递信号。（药物研究主要集中在前者，在人类，在这个通道的一个稀有突变导致痛觉缺失。）蝎毒能够刺激启始通道，但是在沙居食蝗鼠中，它同时也阻断了控制疼痛信号传递的通道——因此阻止了本该引起的疼痛。

 

疼痛开关

研究者认为，在沙居食蝗鼠和家鼠的疼痛传递钠离子通道之间的一个很小的结构差别，可以解释这个物种对蝎毒的反应。在沙居食蝗鼠中，组成钠离子通道的蛋白上，接近通道开口处的一个氨基酸存在区别。没有这个变化，蝎毒就不能抑制传递疼痛信号的通道。

Rowe认为，其它的分子变化也可能引起沙居食蝗鼠对于蝎毒的不敏感，但是她鉴定的氨基酸改变具有有一个关键作用。

科罗拉多大学医学院的神经系统科学家Rock Levinson说：“这真是一篇出色的论文。”他称赞了这项研究的综合学科研究法，这种方法将来自行为实验、电生理学和分子生物学的证据集聚在了一起。

伊利诺伊大学的神经系统科学家Thomas Park已经在裸鼹鼠中发现了一种相似的止痛机制，他称他很高兴在两个物种中看到平行出现的一种相似的特征进化。

在两个案例中，一种物质通过作用于原本激活引发疼痛的受体下游一个被修饰的钠离子通道，从而阻断其自身的疼痛信号。这表明，对于这两种动物的阻断疼痛能力的研究能够最终给医学应用带来更多的认识。