当研究人员表明它对某些类型的疼痛具有高度抗性时,2008年,裸体鼹鼠大鼠成为一个不太可能的媒体之星。 Max Delbr的生理学家Gary Lewinü柏林分子医学中的CK中心,伊利诺伊大学的生物学家托马斯公园,芝加哥及其同事发现奇怪的生物对酸和辣椒素不敏感,该物质给予辣椒燃烧。林林’S团队现在已经调查了一系列鼹鼠大鼠亲属,揭示了裸体品种并不是唯一耐受疼痛的态度。该研究揭示了一个以前未知的技巧,用于关闭感觉,这可能导致开发新的缓解疼痛的药物。

Lewin说,赤裸摩尔大鼠是原始的摩尔大鼠物种,其中许多其他人在非洲的各个地区演变。这种境地的多样性使鼹鼠大鼠成为一个理想的动物组 学习。“由于他们填充了非洲,他们可能与各种不同的环境接触,” Lewin says. “We wanted to know, ‘是裸体鼹鼠的这些特殊属性,所有非洲鼹鼠大鼠都有,或者它们与他们的环境有关’re confronted with?’”

在5月份在线发布的研究 科学, 该团队评估了八种摩尔大鼠和另外两种啮齿动物物种的反应,以至于通常引发疼痛的三种物质:酸,辣椒素和烯丙基异硫氰酸酯(AITC),其物质给予芥末的热量。当研究人员注入其中一只动物中的物质’爪子,那些经历痛苦的​​人会舔或轻弹 他们的肢体。除了裸体摩尔大鼠之外,还有另外两种物种(海角摩尔大鼠和东非根大鼠)对酸是抗性的,另一种(NaTal摩尔大鼠)耐辣椒素。高葡萄酒鼹鼠,以东南部的地区命名,它是唯一的唯一对AITC不受欢迎的物种。“It’绝对显着的是,五个[学习]中的五种[物种]原来已经进化了不同的感官缺陷,”Duke大学的神经生物学家Jorg Grandl没有参与这项研究。

研究人员在高锌摩尔大鼠中进行了一系列实验,以探测其对AITC的抵抗力。他们的发现揭示了抑制疼痛的先前未知的机制,涉及编码离子通道的单个基因,即当高活性时,防止击中疼痛感测神经元。该活动使动物具有非常特异性的阻力,可能是因为它仅限于感测AITC的细胞。但研究人员可以将这一频道瞄准,他们发现它的任何地方,都可能开辟一类全新的止痛药。“我们的调查结果可能导致药物发现计划尝试制作增加该渠道功能的分子,” Lewin says.

研究人员列出了解剖遗传和分子机制潜在的这种引人注目的变化。它们从脊髓和背根神经节服用组织样品(椎弓根神经元(传播疼痛信息的脊髓神经元),并测量了近7,000个基因的活性。科学家们发现证据表明神经元正常补充,用于检测每种物种中的疼痛刺激。和由辣椒素或Aitc活化的离子通道称为离子通道的专用蛋白质存在于所有物种中的类似水平—暗示痛苦抵抗不仅仅是缺乏相关探测器的情况。然而,存在差异。例如,三种耐酸物种在41个基因中具有改变的活性,几乎所有这些都可能表达,或在感觉神经元中开启,其中一些已知用于编码酸感测通道。

该团队然后专注于高抗摩尔大鼠’ unique resistance. “这是唯一一个曾经发现的动物’t avoid AITC,”林林说。由AITC激活的通道称为TRPA1,当研究人员检查时 Trpa1 HighVeld摩尔大鼠中的基因发现,它们发现了一种减少通道的突变’对辛辣化学的敏感性。但他们还在另外三种没有高葡萄酒鼹鼠的物种中看到这种突变’患者的免疫力。此外,这些啮齿动物不仅仅是耐药,它们似乎完全不受限制:将AITC的浓度从0.75增加到100%仍未造成麻烦,这很难在降低灵敏度方面纯粹解释。“在四种不同的物种中,通道具有相同的不敏感性,但只有一个物种完全不分辨放,” Lewin says. “所以必须有其他事情。”

其在高型摩尔大鼠代码中的活性在称为NALCN的通道中的一种基因,其与其他物种中有六倍以上。该团队调查了纳尔科’在实验室生长的细胞中的功能,发现它充当了一种“short circuit”即使在感测通常激活它们的化学物质时,也会泄漏电流,防止神经元射击。然后,研究人员用阻塞NALCN的药物注射高抗摩尔大鼠,使它们对AITC敏感。随着药物脱落,强烈支持NALCN,效果消失了’S在物种中的作用’特定超级大国。“研究人员使用多种物种的令人印象深刻的技术范围,以超越遗传密码的变化,而是识别基因水平的变化 活动 对于一个物种来说似乎是至关重要的’ pain resistance,”说伦敦王后大学的进化生物学家Kalina Davies,他不参与该研究。

研究人员认为这些痛苦是进化的适应性。 Aitc和其他刺激物存在于根部,其中一种摩尔大鼠’主要食物来源,所以减少的敏感性通常是有益的。南非比勒陀利亚大学的动物学家和团队成员Daniel Hart发现,HighVeld Mole大鼠经常与侵略性,有毒的蚂蚁物种,Natal Depltail分享他们的洞穴。使用来自蚂蚁的毒液的实验表明,这些摩尔大鼠是唯一对其的物种,并且阻断NALCN废除了抗性。“这是一种令人乐趣的分子机械的解剖,感应有毒物质以及如何发展,” Grandl says.

调查结果表明,自然港口比以前欣赏的痛苦感知机制更多。“该研究表明,对毒性物质的反应和分子基础控制这些并不像以前认为那样保守,” Davies says. “结果可能对我们对控制疼痛的理解有影响。”人类还拥有 NALCN. 基因因此对开发新型镇痛药的影响是相当简单的。“It’除了我们拥有的相同基因’S比在任何其他物种中大量表达[Hightveld Mole大鼠]的感觉神经元表达,” Lewin says. “It’■制药行业的标准程序,制作通道开启者:一个将打开通道的小分子。和我们’D预测可具有非常强大的镇痛性质,因为它会关闭疼痛受体,” he explains. “使用现代方法,我们真的可以发现进化如何解决问题。”