裸鼹鼠如何征服痛苦 - 以及它对我们意味着什么

虽然它有一个只有母亲可以爱的面部和身体,但裸鼹鼠有很多可以提供生物医学科学。 它比老鼠长10倍, ,并且不会因受伤和炎症而感到疼痛。 现在,研究人员表示,他们已经弄清楚啮齿动物是如何将这种痛苦消除的。

“这是一个惊人的结果,”德克萨斯大学奥斯汀分校的进化神经生物学家Harold Zakon说,他没有参与这项工作。 “这项研究指出了重要的领域......可能会减少这种疼痛。”

裸鼹鼠只是很奇怪。 像蜂蜜蜂箱一样,有数百名工人为一个女王和她的少数配偶提供服务。 为了生存,他们挖掘了数公里的隧道,寻找大型地下块茎作为食物。 这是一项艰难的生活 - 为了节约能源 - 这个啮齿类动物家族的成员放弃了调节温度,他们能够在低氧,高二氧化碳环境中茁壮成长,这种环境会使人类窒息或非常痛苦。 “它们可能来自另一个星球,”芝加哥伊利诺伊大学的神经科学家托马斯帕克说。

Gary Lewin是柏林亥姆霍兹联合会MaxDelbrück分子医学中心的神经科学家,他开始与裸鼹鼠一起工作,因为芝加哥的一位朋友发现啮齿动物的疼痛纤维与其他哺乳动物不同。 2008年,这项研究发现裸鼹鼠在与酸接触时并没有感到疼痛,并且在受伤时对热或触摸不敏感,就像我们和其他哺乳动物一样。 从那时起,Lewin就被吸引住了,并一直在他的实验室饲养啮齿动物。 他指出,它们比老鼠或老鼠更具挑战性,因为每个群体中只有一名雌性产生幼崽,他从未真正拥有足够的个体进行学习。

因此,他没有研究整个动物,而是开始从鼹鼠身上分离单个神经细胞,并在实验室培养皿中对它们进行调查,以追踪啮齿动物疼痛不敏感的分子基础。 当一种称为神经生长因子的物质被受伤或发炎的细胞释放时,疼痛途径就开始了。 该因子与疼痛细胞表面的蛋白质结合,这是一种叫做TrkA的所谓受体,它在整个细胞中传递“疼痛”信息。 在我们和其他哺乳动物中,该信息增加了分子孔的活性,称为TRPV1离子通道,导致细胞对触摸或加热变得更敏感。 “因此,细胞说'它更疼,'”Lewin解释道。

但这不会发生在裸鼹鼠身上。 Lewin通过将它们与标准大鼠的组合物混合并将组合物放入未成熟的蛙卵中来评估动物疼痛途径组分的运作。 例如,当将大鼠TrkA与其一起放入卵细胞时,裸鼹鼠TRPV1通道使卵对酸和热敏感。 因此,Lewin和他的同事们将这条途径的细分缩小到了TrkA受体本身。 Lewin及其同事今天在Cell Reports上透露 。

当他们比较裸鼹鼠蛋白质的氨基酸序列时,研究人员发现其中三种蛋白质构建模块与大鼠不同,其中一种与其他鼹鼠相同。 这种特殊的差异使得裸鼹鼠受体在转移疼痛致敏信号方面效率低下。

波士顿儿童医院和哈佛医学院的神经科学家Clifford Woolf表示,人们也没有类似的缺陷。 但与瑞典作家斯蒂格·拉尔森(Stieg Larsson)的神秘惊悚片“女孩玩火 ”中不可阻挡的金发巨人的描写相反,“如果一个人的突变降低了感受到疼痛的能力,那就非常危险,”伍尔夫说。 “这不是痛苦的缓解; 这是一场灾难,“因为身体无法察觉它何时受到伤害。

但Lewin解释说,对于裸鼹鼠而言,这种效率下降可能是一种很好的妥协。 神经生长因子和受体对神经系统的正常发育很重要。 由于这种效率较低,虽然仍然起作用的受体,裸鼹鼠仍然充满了足够的神经系统,但疼痛神经细胞较少。 反过来,这可以减少动物为其神经系统提供燃料所需的能量,这可能在饥饿很常见并且身体想要节约能量的环境中有用。 “这说明了进化中有多大的步骤有时可以从一个小的突变开始,”扎康说。

裸鼹鼠的工作可以激发更好的疼痛治疗。 “对于疼痛的传统医疗干预经常尝试采用蛮力方法,这可能会导致意想不到的不良副作用,”Park说。 例如,神经科医生尝试使用止痛药来中和神经生长因子并控制疼痛而不使用阿片类药物,比如关节炎。 但有时治疗会导致膝关节受损。 纽约州立大学石溪分校的神经科学家Lorne Mendell表示,“利用从Lewin论文中学到的东西,”可能会调整神经生长因子受体以限制这种副作用。