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裸濱鼠為什麼不怕痛?

想像一下,你在烈日下玩耍不幸晒傷了自己,當你拖著發紅脫皮的身體去泡熱水澡,會發生什麼?這時候,平時覺得熱乎乎很舒服的洗澡水也能讓人疼得呲牙咧嘴。


這種現象就是所謂的「痛覺過敏」(hyperalgesia)了——當身體組織受傷或是發炎的時候,它們總會變得對疼痛格外敏感,哪怕平日溫和的外界刺激都會讓傷口疼痛不已,時刻提醒你要溫柔對待患處。很多動物都會經歷痛覺過敏,但是,裸濱鼠們卻對此卻毫無感覺。

裸濱鼠為什麼不怕痛?


痛覺過敏?裸濱鼠表示毫無感覺。圖片來自:Raymond Mendez


對,就是哺乳動物界的那朵奇葩。裸濱鼠(Heterocephalus glabe)們居住在東非沙漠地帶的地下世界,它們不僅畫風清奇,還擁有不少「特異功能」:壽命比個頭相仿的嚙齒類長10倍,極少出現癌症,而且對某些疼痛擁有超群的耐受力。它們不怕酸、不怕燙、不怕辣,也不會出現痛覺過敏,如此感覺遲鈍,到底是怎麼回事?最近,發表在《細胞通訊》(Cell Reports)上的一篇論文闡述了這背後的分子機制[1]。


失靈的痛覺調節

痛覺過敏的現象源於機體對神經感受器的調節。當組織受傷、炎症出現時,動物體內一種名為「神經生長因子」的物質分泌會增加,這種因子與酪氨酸激酶受體(TrkA)結合,並開啟一系列生化反應。最終,信號會傳遞到感知溫度與痛覺的TRPV1受體上,使它變得更加敏感。TRPV1也就是大名鼎鼎的辣椒素受體,在高溫刺激或者辣椒素的作用下,它就會給我們帶來火燒火燎的痛感。

裸濱鼠為什麼不怕痛?



一隻爬在辣椒上的裸濱鼠。與其他哺乳動物相比,它們對辣椒素的灼痛感覺要遲鈍得多。圖片來自:Thomas Park, PhD University of Illinois at Chicago


裸濱鼠的感受器看起來並沒有什麼問題——如果遇到辣椒素,它們的TRPV1受體也可以像其他哺乳動物一樣正常激活。但是,它們體內的「痛覺敏感調節器」卻不好使。研究者發現,裸濱鼠的TrkA受體中存在3個罕見的氨基酸替換突變。這些突變影響了TrkA受體向下游信號通路「喊話」的功能,讓它們的調節作用變得很低。結果,在炎症發生、體內神經生長因子增加之後,裸濱鼠的感受器依然沒怎麼收到增加敏感度的信號。因此,它們就顯得對疼痛格外遲鈍了。

除此之外,研究者還發現,與剛出生的幼鼠相比,陳年裸濱鼠的C類神經纖維明顯變少。這是一種負責傳導慢性疼痛的神經,其生長恰恰依賴正常的TrkA活動。也就是說,TrkA受體的功能下降不僅讓裸濱鼠的痛覺感受器變得更加遲鈍,也減少了痛覺信號的傳輸路徑。


痛感遲鈍,也能有利生存?


一般看來,靈敏的痛覺應該更有利於動物生存:疼痛能幫助動物及時避開危險環境,「痛覺過敏」更是可以避免對受損組織的進一步傷害。但是,失去了這些調節機制,疼痛感受相當遲鈍的裸濱鼠卻活得好好的,這又是為什麼?


研究者推測,裸濱鼠如此「低配」的痛覺加工系統或許與它們特殊的生存環境有關。裸濱鼠們居住在東非赤道區域的地下,這裡氣溫一直保持穩定,它們接觸熱刺激的可能性很少,因此熱痛覺過敏並不是它們的生存必需品。作為一種在地下生活的群居動物,裸濱鼠不得不長年面對缺氧的問題,捨棄不會立即威脅生命的那部分痛覺反應,可能反而更能節約能量。就這樣,受體突變造成的「遲鈍」個體反而成為了演化的贏家。(編輯:窗敲雨)


參考資料:

Omerba?i?, D., Smith, E. S. J., Moroni, M., Homfeld, J., Eigenbrod, O., Bennett, N. C., ... & Lewin, G. R. (2016). Hypofunctional TrkA Accounts for the Absence of Pain Sensitization in the African Naked Mole-Rat. Cell Reports, 17(3), 748-758.


Park, T. J., Lu, Y., Jüttner, R., Smith, E. S. J., Hu, J., Brand, A., ... & Laurito, C. E. (2008). Selective inflammatory pain insensitivity in the African naked mole-rat (Heterocephalus glaber). PLoS Biol, 6(1), e13.


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