很多人有這樣的體驗，在切洋蔥或者是吃芥末時(shí)會(huì )情不自禁地流眼淚。這是因為在洋蔥、芥末和大蔥等中含有一種特殊的物質(zhì)——芥末受體。芥末受體會(huì )讓人們產(chǎn)生眼睛刺痛的感覺(jué)，身體對這種疼痛感產(chǎn)生應激反應，通過(guò)流鼻涕、流眼淚等方式緩解疼痛。
近日，美國加州大學(xué)舊金山分校和昆士蘭大學(xué)的研究人員從澳大利亞黑巖蝎子的毒液中提取出一種針對“芥末受體” 的毒素（WaTx）。研究人員在探尋蝎毒靶向“芥末受體”的具體機制時(shí)發(fā)現，這種蝎毒通過(guò)以前所未知的機制引發(fā)疼痛，這一發(fā)現無(wú)疑推動(dòng)了新型止疼藥物的開(kāi)發(fā)。該研究發(fā)表在《Cell》雜志上。
“芥末受體”是人體安全警報器
芥末受體其實(shí)是一種名為T(mén)RPA1的鈣通道蛋白，它廣泛存在于人們的感覺(jué)神經(jīng)中，是接收外界環(huán)境刺激的傳感器。當芥末受體被激活時(shí)，鈣通道就會(huì )打開(kāi)，鈣離子與鈉離子隨之流入細胞，誘發(fā)疼痛和炎癥。
加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)科學(xué)研究生課程的博士生John Lin King表示：“芥末受體是人體對環(huán)境中化學(xué)刺激物的‘警報器’，當芥末受體遇到潛在有害化合物時(shí)，它就會(huì )被激活提醒機體正暴露在危險當中。”
其中有一類(lèi)有害化合物是芥末受體重點(diǎn)監控的對象，這類(lèi)化合物被人們稱(chēng)之為“反應性親電試劑”。像是香煙中的煙霧、芥末、洋蔥、大蒜等辛辣食物都含有能夠刺激芥末受體的化合物。
值得一提的是，炎癥因子也能夠激活芥末受體，因此TRPA1被認為是治療慢性疼痛、瘙癢和神經(jīng)源性炎癥綜合征的潛在靶點(diǎn)。
“彎道超車(chē)”，揭示蝎毒引發(fā)疼痛的機制
研究人員為了找到特異高效的TRPA1激動(dòng)劑，揭示其作用機理做了許多嘗試。像是薄荷醇和大 麻都是天然的TRPA1激動(dòng)劑，但是這些化合物的效力很低、效果較差。
于是，他們將目光投向了動(dòng)物毒液。動(dòng)物毒液能夠造成紅腫、疼痛甚至是死亡。經(jīng)過(guò)篩選，研究人員發(fā)現澳大利亞的黑巖蝎毒（Urodacus manicatus）中含有豐富的TRPA1激活劑。通過(guò)提純分離蝎毒，研究人員得到了一種名為“芥末受體毒素”（WaTx）的多肽。
研究人員驚喜地發(fā)現，WaTx激活芥末受體的方式與一般的TRPA1激動(dòng)劑不同。WaTx會(huì )繞過(guò)“標準路線(xiàn)”強行進(jìn)入細胞，嚴格限制進(jìn)入細胞的物質(zhì)。一般情況下，小到離子、大到分子都是通過(guò)“內吞作用”被細胞攝入，或是穿過(guò)細胞表面的蛋白質(zhì)通道進(jìn)入細胞。但是，WaTx含有一種不尋常的氨基酸序列，使其能夠直接穿透細胞膜并進(jìn)入細胞內部。很少有蛋白質(zhì)具有這樣的能力。
研究小組隨后進(jìn)行了一系列動(dòng)物試驗，結果顯示：將TRPA1激活劑芥子油注入小鼠的爪子會(huì )引起疼痛、炎癥和腫脹。相反，注射WaTx的小鼠有急性疼痛和過(guò)敏反應，但沒(méi)有腫脹。研究人員認為，WaTx是一種防御機制。雖然幾乎每種動(dòng)物，包括蠕蟲(chóng)和人類(lèi)都有TRPA1的形式，但研究人員發(fā)現WaTx僅激活了哺乳動(dòng)物中的這種形式。鑒于黑巖蝎子不吃哺乳動(dòng)物，毒素很可能主要是用來(lái)抵御哺乳動(dòng)物的掠食者。
新型止疼藥離我們還有多遠？
當下用于止疼的藥物大多是阿 片類(lèi)藥物。雖然阿 片類(lèi)藥物能夠有效緩解疼痛，但極易上癮造成藥物依賴(lài)。
該研究結果能夠讓研究人員更好地了解急性疼痛，并為慢性疼痛和炎癥之間的聯(lián)系提供新的見(jiàn)解。這些發(fā)現甚至可能為開(kāi)發(fā)新的止痛藥奠定基礎。
加州大學(xué)舊金山分校教授兼主席David Julius博士認為：“這種毒素的發(fā)現為科學(xué)家提供了一種新工具，可用于探測疼痛的分子機制，特別是選擇性地探測導致疼痛過(guò)敏的過(guò)程。對于那些對藥物發(fā)現感興趣的人，我們的研究結果顯示了，TRPA1作為新型非阿 片類(lèi)鎮痛藥治療慢性疼痛的潛力。”
參考資料：
[1] Scorpion Toxin and Wasabi Receptors Help Scientists Unravel Chronic Pain Mechanisms
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