能與毒螞蟻共處，高效止痛藥的研發就靠它了
芥末。
說到怕不怕疼，非洲鼴鼠可能非常有發言權。這些生活在非洲的穴居嚙齒動物對疼痛有著很強的抵抗力。德國馬克斯·德爾布魯克分子醫學中心(MDC)的Gary Lewin領導的一個國際研究小組近日在《科學》雜誌上報道說，這一特性甚至可以幫助它們中的一些把家安在其它動物無法生活的地方。得益於基因的改變，highveld mole-rat 能夠與有毒的螞蟻生活在一起，忍受著其他鼴鼠所不能忍受的刺痛。
大約十年前，MDC的裸鼴鼠幾乎一夜成名。這要感謝來自柏林的Gary Lewin和來自芝加哥的Thomas Park，他們共同研究了裸鼴鼠奇特的感官世界。研究表明，這些非洲穴居嚙齒動物對疼痛有著很強的抵抗力。在2008年發表在《公共科學圖書館·生物學》雜誌上的一篇文章中，他們報告說，當暴露在酸或辣椒素中時，這些鼴鼠沒有感到疼痛。而在剛剛發表於《科學》雜誌上的這項最新研究中，Lewin與來自南非和坦尚尼亞的同事合作，進一步測試了幾種非洲鼴鼠對多種疼痛的敏感性。
實驗中，他們研究了裸鼴鼠和8個相近物種對3種通常會引起人類及其它哺乳動物皮膚灼燒感的物質——稀釋鹽酸、辣椒素和烯丙基異硫氰酸酯（AITC）——的反應。其中的AITC正是我們在日常生活中常見的調味劑——芥末的「靈魂」。對於刺激物的選擇，研究人員的想法是，這些嚙齒動物在野外會自然地接觸到這些物質和類似的物質。
科學家們在論文中報告說，實驗證明有三種鼴鼠對稀鹽酸不敏感。有趣的是，這三個物種在進化過程中並沒有特別緊密的聯繫。另有兩種動物在爪子被注入辣椒素溶液後沒有表現出疼痛的跡象。Lewin解釋說:「與這兩種動物不同，其它實驗動物會短暫地抬起爪子，或者舔舔它，這表明它們確實有短暫的疼痛感。」
只有一種鼴鼠被證明對AITC免疫，不過不是裸鼴鼠，而是另一種穴居嚙齒類動物，名為highveld mole-rat，它是以南非東部地區的名字命名的，那裡是唯一發現它們的地方。「這對我們來說是一個激動人心的發現。」Lewin說，「AITC會攻擊體內的氨基酸，從而破壞蛋白質。這就是為什麼很多物種都避免與這種物質接觸。」
為了揭示鼴鼠對疼痛具有非凡抵抗力的分子原因，研究人員從所有九種動物的脊髓和背根神經節中提取了感覺組織。因為在背根神經節中，有一群神經元向脊髓傳遞疼痛信號。「在最先進的測序技術的幫助下，我們能夠比較組織內大約7000個基因的活性。」Lewin說。
研究小組觀察到，在沒有疼痛感的動物體內，兩種基因的活動發生了變化。這些基因包含了離子通道TRPA1和NaV1.7的藍圖。我們已經知道這兩個通道與痛覺有關。
Lewin解釋說:「AITC和許多其他存在於植物根部（鼴鼠的主要食物來源之一）的刺激物會激活TRPA1。」這就是為什麼在進化過程中，許多物種都下調了產生這種通道的基因的表達。Lewin說:「但是『芥末通道』是唯一一個在highveld mole-rat體內被完全關閉的通道。」深入研究後他們發現，這是由於表達另一個通道的，一個特別活躍的基因——NALCN。研究小組發現，highveld mole-rat體內只有這一通道的表達發生了顯著的變化。。
Lewin對進一步實驗的結果尤其感到驚訝。「當我們用一種藥物阻斷NALCN通道時，highveld mole-rat突然變得對AITC敏感。」他說。但僅僅在給葯一天後，動物們又恢復了對這種物質的耐受性。「我們從正在研究的成千上萬個基因中，顯然已經發現了使highveld mole-rat具有非凡耐受性的基因。」Lewin笑著說。
與Nigel Bennett一起工作的博士生Daniel Hart發現，highveld mole-rats經常與Myrmicaria natalensis（Natal droptail ant）共享洞穴。Lewin說:「這些螞蟻以其攻擊性和高度刺激性的毒液而聞名。當將它們的毒液注入實驗鼴鼠的的爪子後，幾乎所有鼴鼠都經歷了短暫的疼痛——除了highveld mole-rats。但當研究人員阻斷了highveld mole-rats的NALCN通道時，這些動物就會變得對毒液敏感。
Lewin推測，「在整個進化過程中，highveld mole-rat很明顯已經獲得了一種非常活躍的表達單離子通道的基因，這使得它們能夠在其他種類鼴鼠無法生活的地方安家。」MDC的科學家認為這是環境如何長期塑造進化的另一個很好的例子。他補充說:「從更實際的角度來看，這一發現很可能會有助於高效止痛藥的開發。」
科界原創
編譯：Max
審稿：三水
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