研究揭示多種非洲嚙齒動物對疼痛不敏感的分子秘密

　　任何有煩人室友故事的人都知道困難的生活狀況會在很多方面改變你。如今，想象一下，不僅僅是吃掉你冰箱里的所有食物，這個討厭的室友實際上可能會導致你發生遺傳變化，讓“未來的你”更能容忍其行為。這聽起來好得令人難以置信嗎？嗯，在一項新的研究中，來自德國、南非、坦贊尼亞和美國的研究人員發現這正是一些非洲嚙齒動物的情況，它們生活在以酸性空氣、刺人的昆蟲和刺激性食物來源為特征的惡劣環境中。相關研究結果發表在2019年5月31日的Science期刊上，論文標題為“Rapid molecular evolution of pain insensitivity in multiple African rodents”。論文通訊作者為馬克斯-德爾布魯克分子醫學中心感官系統生理學家Gary Lewin博士。

　　作為美國康涅狄格大學護理學院的一名行為遺傳學家，Erin Young博士（未參與這項新的研究）研究基因和環境如何相互作用以確定發生慢性疼痛的風險。她的目標是利用這些知識開發新療法，以便更好地治療疼痛而無需使用阿片類藥物。阿片類藥物是治療疼痛，特別是急性疼痛的有力工具，但它們并不能精確地靶向特定的疼痛機制或信號。相反，阿片類藥物主要用于降低細胞傳遞疼痛信息的能力，而不會實際關閉這種信息本身。

　　Young對這項針對裸鼴鼠的研究感到震驚，這是因為這些有機體已對非常特定的痛苦刺激物不敏感。這是由于基因活性和蛋白結構的細微差異，而不是由于基因的缺失或突變。

　　人們越來越廣泛地接受這些基因活性差異可能解釋了人類疼痛敏感性和患上慢性疼痛的風險存在個體差異。更為重要的是，如果研究疼痛的科學家們了解這些嚙齒動物中的這些過程并將這項研究的結果應用于人類，那么它自然可能會產生安全的有效緩解疼痛的創新方法。

　　臭烘烘的洞穴推動了疼痛耐受性的進化

　　裸鼴鼠（Heterocephalus glaber）原產于東非，生活在鼠類種群稠密的地下洞穴中。在這些洞穴內，呼出的二氧化碳水平非常高，空氣變得如此酸性，以至于它會在大多數哺乳動物的鼻子，眼睛和暴露的皮膚上引起痛苦的灼燒感。

　　但是裸鼴鼠對這些高酸性條件完全不敏感，這使得它對這種密集的群居生活非常容忍。更重要的是，這些嚙齒動物對辣椒素（capsaicin）也不敏感，其中辣椒素是導致辣椒灼痛的化學物質。

　　在這項新的研究中，Lewin及其團隊揭示出裸鼴鼠不是唯一能夠忍受惡劣生活條件的非洲嚙齒動物。通過對九種存在密切親緣關系的非洲嚙齒動物物種進行比較，Lewin團隊發現四種非洲嚙齒動物物種對三種疼痛物質---氫氟酸、辣椒素和AITC（芥子油中的活性成分）---中的至少一種完全不敏感。

　　所有這些刺激物都會引起不同類型的疼痛。氫氟酸是一種模擬洞穴中高濃度二氧化碳的物質。辣椒素和芥子油（AITC）---引起灼痛---在裸鼴鼠吃的典型食物中發現。但每一種刺激物都會通過不同的生化途徑引起疼痛。

　　對阿片類藥物危機的影響

　　有證據表明對酸、辣椒素和AITC引起的疼痛不敏感在存在親緣關系的嚙齒動物中獨立地進化。但是，最終，這些適應性有助于這些嚙齒動物在炎熱、黑暗和酸性環境中生存和繁衍。在沒有對它們體內的疼痛感知途徑的結構和功能進行重大改變的情況下，它們已進化出多種方式來降低它們對每天遇到的常見疼痛刺激物的敏感性。簡而言之，這些存在親緣關系的嚙齒動物找到了不止一種方式對它們的生活條件和它們的室友變得超級容忍。

　　在Young看來，了解允許裸鼴鼠及其親緣物種對某些類型的疼痛產生抵抗性的分子變化是意義深遠的。它們直接指出了新的治療策略：通過選擇性地激活或阻斷參與特定類型疼痛敏感度的過程來治療人類的疼痛。

　　隨著慢性疼痛和阿片類藥物危機的嚴重流行，精準藥物替代物通過攻擊疼痛的“病因”和產生較低的副作用風險（包括錯用、濫用和成癮）為那些難以控制疼痛的人提供了希望