哈瓦那辣椒和狼蛛證明是疼痛的夥伴

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雖然蜘蛛咬傷可能讓人感到疼痛,但毒液產生這種感覺的分子機制尚不清楚。關於離子如何透過感覺神經元的膜流動,從而觸發被感知為疼痛的電訊號的分子通道知之甚少。現在,研究蜘蛛毒液的研究人員可能發現了一種新的工具,可以更深入地探索離子通道如何產生疼痛。

加利福尼亞大學舊金山分校的戴維·朱利葉斯和他的同事篩選了22種不同的蜘蛛和蠍子,尋找可以啟用感覺神經元併產生疼痛感的分子。研究人員在一種西印度狼蛛Psalmopoeus cambridgei的毒液中鑑定並提純了三種可以做到這一點的分子。當研究人員將毒素注射到小鼠的爪子中時,它們的四肢會發炎,動物會透過舔舐和退縮來做出反應。然而,根據11月9日發表在《自然》雜誌上的這項研究,基因工程改造為不表達該受體的小鼠在施用毒素後沒有反應。

從狼蛛物種中分離出的肽靶向與辣椒素相同的受體,辣椒素是辣椒中產生辛辣感的化合物。辣椒分子和狼蛛毒素啟用相同的通道,但方式不同:辣椒素從細胞內部結合受體,而狼蛛肽則從外部靶向受體。“人們可以透過在兩個不同的位置刺激這個通道來達到相同或非常相似的分子結果,”約翰霍普金斯大學的生物化學家邁克·卡塔里納說。他補充說,這種情況可能被證明是一種強大的實驗室工具。因為狼蛛毒素靶向感覺神經元的外部,所以這些肽可以用來研究神經元而不會破壞它們。而且,與抑制其他離子通道的類似肽不同,這種新的“香草毒素”在與受體結合時會啟用通道。這一特性可能有助於開發基於通道結構的止痛藥物。


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“透過進化,植物和蜘蛛提出了相同的通用分子策略,即透過啟用相同的受體來躲避捕食者,”朱利葉斯說。辣椒素幫助辣椒嚇跑哺乳動物,但不影響可以傳播辣椒種子的鳥類。但是,該研究中鑑定的狼蛛毒素激活了鳥類和哺乳動物的通道,這表明蜘蛛進化出了一種毒素來保護自己免受許多不同捕食者的侵害。朱利葉斯說,感覺系統是瞭解生物體如何相互作用的好方法。“它們定義了我們如何感知我們的世界。”

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