Science头条：食蝗小鼠的抗痛绝招

　　

生物通报道  树皮蝎已知会造成动物界最疼痛的蛰伤，而当沙居食蝗小鼠攻击树皮蝎时，它却几乎丝毫感觉不到强烈的疼痛。现在研究人员解开了其原因：这种啮齿类动物控制疼痛反应的细胞信号通路发生了突变，使得它们能够抵抗蝎子毒。

这一研究发现发表在10月25日的《科学》（Science）杂志上，为试图开发出镇痛药的研究人员提供了一个潜在的靶点。英国剑桥大学神经科学家Ewan Smith（未参与该研究）说：“这是一篇极好的、完整的研究——从行为深入到了可以解释这种行为的分子。”

能够抵抗蝎毒，帮助了食蝗小鼠在美国西南部的沙漠中生存。在那里树皮蝎非常的丰富，但其他的食物资源却不太常见。密歇根州立大学进化神经生物学家Ashlee Rowe及同事们，通过将少量的毒液注入食蝗小鼠和家鼠的爪子，现场观察了食蝗小鼠能够经受蝎蛰伤的能力。他们发现家鼠反复地舔自己的爪子，表明它们感到不适，而食蝗小鼠则只舔了几次。

在第二项实验中，研究人员将毒液注入家鼠和食蝗小鼠，随后又注射了一种已知引起疼痛的化学物质福尔马林。食蝗小鼠舔爪子的次数仍然少于家鼠，表明毒液阻断了食蝗小鼠感知来自福尔马林的疼痛的能力。

接下来研究人员确定了在食蝗小鼠神经元中发生改变的分子信号通路。两种钠离子通道是哺乳动物传送疼痛信号的必要条件：一个负责启动信号，一个负责传送信号（药物研究主要侧重于前者；在人类，一种罕见的通道突变可导致无法感觉疼痛。）在食蝗小鼠中，蝎毒可刺激启动通道Nav1.7，但它也抑制了控制疼痛信号传递的通道Nav1.8，由此阻止了本应该产生的疼痛。

疼痛开关

研究人员认为，食蝗小鼠和家鼠疼痛传送钠离子通道之间一个小的结构差异可以解释这些物种对于蝎毒的反应。在食蝗小鼠中，构成这一Nav1.8钠离子通道的蛋白质在靠近通道开口处有一个氨基酸的差异。没有这一改变，蝎毒不能抑制这一通道传播疼痛信号。 

Rowe认为，也可能还有其他的分子改变促成了食蝗小鼠对蝎毒不敏感，但她确定这种氨基酸改变起核心作用。

科罗拉多大学医学院神经科学家Rock Levinson说：“这真是一篇优秀的论文。”他称赞了这项研究所采用的多学科方法，将来自行为、电生理和分子生物学实验的证据集合到了一起。

伊利诺大学神经科学家Thomas Park曾在裸鼹鼠中发现过相似的一种抗疼痛机制，他说看到两个物种平行进化出了一种相似的性状，他感到很兴奋。这表明研究这两种动物的阻断疼痛的能力，最终可以生成一些医学应用新见解。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Voltage-Gated Sodium Channel in Grasshopper Mice Defends Against Bark Scorpion Toxin

Painful venoms are used to deter predators. Pain itself, however, can signal damage and thus serves an important adaptive function. Evolution to reduce general pain responses, although valuable for preying on venomous species, is rare, likely because it comes with the risk of reduced response to tissue damage. Bark scorpions capitalize on the protective pain pathway of predators by inflicting intensely painful stings. However, grasshopper mice regularly attack and consume bark scorpions, grooming only briefly when stung. Bark scorpion venom induces pain in many mammals (house mice, rats, humans) by activating the voltage-gated Na+ channel Nav1.7, but has no effect on Nav1.8. Grasshopper mice Nav1.8 has amino acid variants that bind bark scorpion toxins and inhibit Na+ currents, blocking action potential propagation and inducing analgesia. Thus, grasshopper mice have solved the predator-pain problem by using a toxin bound to a nontarget channel to block transmission of the pain signals the venom itself is initiating.