狒狒蜘蛛帶來的古怪疼痛
狒狒蜘蛛是一類來自非洲的狼蛛,它們生性害羞,大部分時間都躲在地下,與世無争。不過狒狒蜘蛛也不好惹,一旦有入侵者膽敢挑釁,它們就會群起而攻之,咬傷對手并注入毒液,讓入侵者悔不當初。雖然狒狒蜘蛛的毒液對人類沒有特别的危害,但是如果被它咬傷,傷口處會感到嚴重的疼痛,傷者長期感覺惡心和虛弱。
為什麼狒狒蜘蛛的毒液會有如此強大的威力?澳大利亞昆士蘭大學的研究人員發現,這是因為狒狒蜘蛛的毒液會給傷者帶來雙重攻擊,在發射毒素蛋白的同時增加被攻擊對象的痛覺敏感性。痛感源自神經元細胞從身體傳送到大腦的電信号。鈉離子通過神經元表面的微小通道進入細胞,激活神經元,傳遞疼痛信息,作為回應,神經元會向外釋放鉀離子,維持細胞内外的電荷平衡,從而讓興奮的神經元平靜下來,疼痛緩解。然而,狒狒蜘蛛的毒液中有一種被稱為Pm1a的多肽,它可以打開傷者的鈉離子通道,同時關閉鉀離子通道,這樣傷者就會持續感覺疼痛了。
有趣的是,這種讓人感覺疼痛的機制與人體一種常見疼痛的生理機制不謀而合,那就是慢性疼痛。慢性疼痛指的是超過3個月以上的持續性或間歇性疼痛,通常由各種疾病、外傷或手術引起,目前,中國至少有一億以上的慢性疼痛患者。慢性疼痛為何會如此長久地折磨患者?其中一個原因就是患者的神經系統發生了損傷,具體來說就是他們的鈉鉀離子通道失控,以至于痛感持續不斷——與狒狒蜘蛛的毒液效果一緻。由此,研究人員不由想到,兩者的緻痛機制如此相似,在緩解疼痛方面,蜘蛛毒素是否也能發揮一些作用呢?
用蜘蛛毒素來止痛
這種想法似乎是異想天開,狒狒蜘蛛的毒素會讓人疼痛,與我們期待的止痛效果南轅北轍。不過,科學家可以對狒狒蜘蛛的毒素進行改造來達到止痛效果。
此前已經有一些成功經驗了,不久前科學家通過改造結構,提高了蜘蛛毒素的止痛效果。澳大利亞的科學家建立了一個毒液分子數據庫——其中包含全球有毒生物産生的650種毒液分子,包括蜘蛛毒素、毒蛇毒素、蠍子毒素等。科學家對這些毒液樣本進行篩選,以定位對脊椎動物的神經系統具有特定影響的分子,然後運用這些分子來開發治療藥物。
應該将狒狒蜘蛛的毒素改造成什麼樣子,從其他研究成果中也能得到啟發。澳大利亞研究人員在秘魯狼蛛的毒液中發現了一種Tsp1a分子,這種分子具有良好的阻斷鈉離子通道活性的效果。他們在患有炎症性腸綜合征的小鼠身上測試了該分子的止痛效果,炎症性腸綜合征會使患者腸道長期疼痛,且目前還沒有有效的治療藥物。實驗結果表明,Tsp1a分子的止痛效果非常顯著。更為重要的是,Tsp1a分子似乎具有高度選擇性,并不會對其他機體功能産生負面影響。
想象一下,如果我們有這樣一種藥物,它能阻斷鈉通道并打開鉀通道,它的止痛效果将會多麼優越。也許不久的将來,我們就能獲得這樣一種止痛藥。
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