哈瓦那辣椒和狼蛛证明是疼痛的伙伴

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虽然蜘蛛咬伤可能让人感到疼痛,但毒液产生这种感觉的分子机制尚不清楚。关于离子如何通过感觉神经元的膜流动,从而触发被感知为疼痛的电信号的分子通道知之甚少。现在,研究蜘蛛毒液的研究人员可能发现了一种新的工具,可以更深入地探索离子通道如何产生疼痛。

加利福尼亚大学旧金山分校的戴维·朱利叶斯和他的同事筛选了22种不同的蜘蛛和蝎子,寻找可以激活感觉神经元并产生疼痛感的分子。研究人员在一种西印度狼蛛Psalmopoeus cambridgei的毒液中鉴定并提纯了三种可以做到这一点的分子。当研究人员将毒素注射到小鼠的爪子中时,它们的四肢会发炎,动物会通过舔舐和退缩来做出反应。然而,根据11月9日发表在《自然》杂志上的这项研究,基因工程改造为不表达该受体的小鼠在施用毒素后没有反应。

从狼蛛物种中分离出的肽靶向与辣椒素相同的受体,辣椒素是辣椒中产生辛辣感的化合物。辣椒分子和狼蛛毒素激活相同的通道,但方式不同:辣椒素从细胞内部结合受体,而狼蛛肽则从外部靶向受体。“人们可以通过在两个不同的位置刺激这个通道来达到相同或非常相似的分子结果,”约翰霍普金斯大学的生物化学家迈克·卡塔里纳说。他补充说,这种情况可能被证明是一种强大的实验室工具。因为狼蛛毒素靶向感觉神经元的外部,所以这些肽可以用来研究神经元而不会破坏它们。而且,与抑制其他离子通道的类似肽不同,这种新的“香草毒素”在与受体结合时会激活通道。这一特性可能有助于开发基于通道结构的止痛药物。


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“通过进化,植物和蜘蛛提出了相同的通用分子策略,即通过激活相同的受体来躲避捕食者,”朱利叶斯说。辣椒素帮助辣椒吓跑哺乳动物,但不影响可以传播辣椒种子的鸟类。但是,该研究中鉴定的狼蛛毒素激活了鸟类和哺乳动物的通道,这表明蜘蛛进化出了一种毒素来保护自己免受许多不同捕食者的侵害。朱利叶斯说,感觉系统是了解生物体如何相互作用的好方法。“它们定义了我们如何感知我们的世界。”

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