Science：揭示多种非洲啮齿动物对疼痛不敏感的分子秘密，有望开发出副作用较小的止痛策略
来源：本站原创 2019-06-09 15:49
2019年6月9日讯/生物谷BIOON/---任何有烦人室友故事的人都知道困难的生活状况会在很多方面改变你。如今，想象一下，不仅仅是吃掉你冰箱里的所有食物，这个讨厌的室友实际上可能会导致你发生遗传变化，让“未来的你”更能容忍其行为。这听起来好得令人难以置信吗？嗯，在一项新的研究中，来自德国、南非、坦赞尼亚和美国的研究人员发现这正是一些非洲啮齿动物的情况，它们生活在以酸性空气、刺人的昆虫和刺激性食物
2019年6月9日讯/生物谷BIOON/---任何有烦人室友故事的人都知道困难的生活状况会在很多方面改变你。如今，想象一下，不仅仅是吃掉你冰箱里的所有食物，这个讨厌的室友实际上可能会导致你发生遗传变化，让“未来的你”更能容忍其行为。这听起来好得令人难以置信吗？嗯，在一项新的研究中，来自德国、南非、坦赞尼亚和美国的研究人员发现这正是一些非洲啮齿动物的情况，它们生活在以酸性空气、刺人的昆虫和刺激性食物来源为特征的恶劣环境中。相关研究结果发表在2019年5月31日的Science期刊上，论文标题为“Rapid molecular evolution of pain insensitivity in multiple African rodents”。论文通讯作者为马克斯-德尔布鲁克分子医学中心感官系统生理学家Gary Lewin博士。
作为美国康涅狄格大学护理学院的一名行为遗传学家，Erin Young博士（未参与这项新的研究）研究基因和环境如何相互作用以确定发生慢性疼痛的风险。她的目标是利用这些知识开发新疗法，以便更好地治疗疼痛而无需使用阿片类药物。阿片类药物是治疗疼痛，特别是急性疼痛的有力工具，但它们并不能精确地靶向特定的疼痛机制或信号。相反，阿片类药物主要用于降低细胞传递疼痛信息的能力，而不会实际关闭这种信息本身。
Young对这项针对裸鼹鼠的研究感到震惊，这是因为这些有机体已对非常特定的痛苦刺激物不敏感。这是由于基因活性和蛋白结构的细微差异，而不是由于基因的缺失或突变。
人们越来越广泛地接受这些基因活性差异可能解释了人类疼痛敏感性和患上慢性疼痛的风险存在个体差异。更为重要的是，如果研究疼痛的科学家们了解这些啮齿动物中的这些过程并将这项研究的结果应用于人类，那么它自然可能会产生安全的有效缓解疼痛的创新方法。
臭烘烘的洞穴推动了疼痛耐受性的进化
裸鼹鼠（Heterocephalus glaber）原产于东非，生活在鼠类种群稠密的地下洞穴中。在这些洞穴内，呼出的二氧化碳水平非常高，空气变得如此酸性，以至于它会在大多数哺乳动物的鼻子，眼睛和暴露的皮肤上引起痛苦的灼烧感。
但是裸鼹鼠对这些高酸性条件完全不敏感，这使得它对这种密集的群居生活非常容忍。更重要的是，这些啮齿动物对辣椒素（capsaicin）也不敏感，其中辣椒素是导致辣椒灼痛的化学物质。
在这项新的研究中，Lewin及其团队揭示出裸鼹鼠不是唯一能够忍受恶劣生活条件的非洲啮齿动物。通过对九种存在密切亲缘关系的非洲啮齿动物物种进行比较，Lewin团队发现四种非洲啮齿动物物种对三种疼痛物质---氢氟酸、辣椒素和AITC（芥子油中的活性成分）---中的至少一种完全不敏感。
所有这些刺激物都会引起不同类型的疼痛。氢氟酸是一种模拟洞穴中高浓度二氧化碳的物质。辣椒素和芥子油（AITC）---引起灼痛---在裸鼹鼠吃的典型食物中发现。但每一种刺激物都会通过不同的生化途径引起疼痛。
对阿片类药物危机的影响
有证据表明对酸、辣椒素和AITC引起的疼痛不敏感在存在亲缘关系的啮齿动物中独立地进化。但是，最终，这些适应性有助于这些啮齿动物在炎热、黑暗和酸性环境中生存和繁衍。在没有对它们体内的疼痛感知途径的结构和功能进行重大改变的情况下，它们已进化出多种方式来降低它们对每天遇到的常见疼痛刺激物的敏感性。简而言之，这些存在亲缘关系的啮齿动物找到了不止一种方式对它们的生活条件和它们的室友变得超级容忍。
在Young看来，了解允许裸鼹鼠及其亲缘物种对某些类型的疼痛产生抵抗性的分子变化是意义深远的。它们直接指出了新的治疗策略：通过选择性地激活或阻断参与特定类型疼痛敏感度的过程来治疗人类的疼痛。
随着慢性疼痛和阿片类药物危机的严重流行，精准药物替代物通过攻击疼痛的“病因”和产生较低的副作用风险（包括错用、滥用和成瘾）为那些难以控制疼痛的人提供了希望。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
Ole Eigenbrod et al. Rapid molecular evolution of pain insensitivity in multiple African rodents, Science (2019). DOI: 10.1126/science.aau0236.
作为美国康涅狄格大学护理学院的一名行为遗传学家，Erin Young博士（未参与这项新的研究）研究基因和环境如何相互作用以确定发生慢性疼痛的风险。她的目标是利用这些知识开发新疗法，以便更好地治疗疼痛而无需使用阿片类药物。阿片类药物是治疗疼痛，特别是急性疼痛的有力工具，但它们并不能精确地靶向特定的疼痛机制或信号。相反，阿片类药物主要用于降低细胞传递疼痛信息的能力，而不会实际关闭这种信息本身。
Young对这项针对裸鼹鼠的研究感到震惊，这是因为这些有机体已对非常特定的痛苦刺激物不敏感。这是由于基因活性和蛋白结构的细微差异，而不是由于基因的缺失或突变。
人们越来越广泛地接受这些基因活性差异可能解释了人类疼痛敏感性和患上慢性疼痛的风险存在个体差异。更为重要的是，如果研究疼痛的科学家们了解这些啮齿动物中的这些过程并将这项研究的结果应用于人类，那么它自然可能会产生安全的有效缓解疼痛的创新方法。
臭烘烘的洞穴推动了疼痛耐受性的进化
裸鼹鼠（Heterocephalus glaber）原产于东非，生活在鼠类种群稠密的地下洞穴中。在这些洞穴内，呼出的二氧化碳水平非常高，空气变得如此酸性，以至于它会在大多数哺乳动物的鼻子，眼睛和暴露的皮肤上引起痛苦的灼烧感。
但是裸鼹鼠对这些高酸性条件完全不敏感，这使得它对这种密集的群居生活非常容忍。更重要的是，这些啮齿动物对辣椒素（capsaicin）也不敏感，其中辣椒素是导致辣椒灼痛的化学物质。
在这项新的研究中，Lewin及其团队揭示出裸鼹鼠不是唯一能够忍受恶劣生活条件的非洲啮齿动物。通过对九种存在密切亲缘关系的非洲啮齿动物物种进行比较，Lewin团队发现四种非洲啮齿动物物种对三种疼痛物质---氢氟酸、辣椒素和AITC（芥子油中的活性成分）---中的至少一种完全不敏感。
所有这些刺激物都会引起不同类型的疼痛。氢氟酸是一种模拟洞穴中高浓度二氧化碳的物质。辣椒素和芥子油（AITC）---引起灼痛---在裸鼹鼠吃的典型食物中发现。但每一种刺激物都会通过不同的生化途径引起疼痛。
对阿片类药物危机的影响
有证据表明对酸、辣椒素和AITC引起的疼痛不敏感在存在亲缘关系的啮齿动物中独立地进化。但是，最终，这些适应性有助于这些啮齿动物在炎热、黑暗和酸性环境中生存和繁衍。在没有对它们体内的疼痛感知途径的结构和功能进行重大改变的情况下，它们已进化出多种方式来降低它们对每天遇到的常见疼痛刺激物的敏感性。简而言之，这些存在亲缘关系的啮齿动物找到了不止一种方式对它们的生活条件和它们的室友变得超级容忍。
在Young看来，了解允许裸鼹鼠及其亲缘物种对某些类型的疼痛产生抵抗性的分子变化是意义深远的。它们直接指出了新的治疗策略：通过选择性地激活或阻断参与特定类型疼痛敏感度的过程来治疗人类的疼痛。
随着慢性疼痛和阿片类药物危机的严重流行，精准药物替代物通过攻击疼痛的“病因”和产生较低的副作用风险（包括错用、滥用和成瘾）为那些难以控制疼痛的人提供了希望。（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
Ole Eigenbrod et al. Rapid molecular evolution of pain insensitivity in multiple African rodents, Science (2019). DOI: 10.1126/science.aau0236.
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