被蜘蛛咬为什么那么疼？《Nature》论文揭示新机制

蜘蛛是很多人的噩梦，它的绒毛、八足、毒牙无不昭示着危险。其实相对于人类的体型，再大的蜘蛛也不过是小不点，但毒蜘蛛咬伤那种钻心的疼痛是每一个伤者都无法忘记的，包括上个月在哈佛大学毕业典礼上演讲的何江博士。疼痛的秘密在于蜘蛛的毒液，那么毒液究竟是如何触发疼痛的呢？

在哈佛大学毕业典礼上演讲的何江博士。图片来源：Harvard University

最近的《Nature》杂志刊登了一篇来自美国加州大学旧金山分校David Julius博士、霍普金斯大学医学院Frank Bosmans博士、澳大利亚昆士兰大学Glenn F. King博士等人的论文，他们找到了蜘蛛毒液触发疼痛的一种全新机制。这个研究团队的研究对象是多哥星团巴布（Heteroscodra maculata），这种蜘蛛是一种产自西非的狼蛛，有手掌那么大，又被爱好者们称为华丽雨林巴布或多哥星狼蛛。研究人员从蜘蛛的毒液中分离出了两种毒素，发现这种毒素能触发Aδ神经纤维上一种特殊的电压门控钠离子通道（voltage-gated sodium channels）Na_v1.1，从而引发剧痛。（Selective spider toxins reveal a role for the Na_v1.1 channel in mechanical pain. Nature, 2016, DOI: 10.1038/nature17976）

多哥星团巴布，一种西非狼蛛

研究者认为这项研究有两个重要意义：革新了人们对疼痛的理解；新发现的毒素可以用作高灵敏度的钠离子通道操控分子，对疼痛以外的神经失调有重要影响，如癫痫、自闭症和阿尔兹海默症。

Julius的实验室曾经以发现“芥末受体”而闻名，他们最近从合作者King博士那里得到了上百种不同动物的毒液，如毒蜘蛛、蝎子、蜈蚣等，希望从中筛选出新的痛觉通路。Julius表示，“每种毒液都包含几百种不同的活性多肽，研究的越深入，发现的毒素就越多。”

多哥星团巴布的毒液很特别，因为它能激活感官神经上一类特殊的钠离子通道，这是一种全新的痛觉通路。为了确认这种蜘蛛毒液中究竟是哪种化合物在起作用，研究者将毒液中的数十种化合物一一分离，挨个测试它们的效力。他们发现有两种多肽能够特异性地强力激活这些感官神经，并进行了实验室合成。实验结果证明合成的这两种多肽均可单独激活痛感神经元。通过一系列实验，研究者还证明这两种毒素能够特异性地与小鼠Aδ神经上的一个特殊受体结合。

两种多肽毒素。图片来源：Nature

公认的说法是Aδ神经纤维会传递尖锐、短促的烧伤痛或撕裂痛，比C神经纤维传递的灼热抽痛要快。研究人员可以用狼蛛的这两种多肽毒素单独激活Aδ神经纤维，并证明这种神经纤维在接触过敏中起到重要作用，像带状疱疹和一些慢性疼痛综合征的患者，轻微的接触也会导致不舒服的感觉。

研究人员还发现这些毒素会大幅增加肠易激综合症模型小鼠的触觉敏感度。这意味着这些神经纤维和离子通道在这种慢性疾病中扮演重要角色。

药理学方面的结果也非常令人兴奋。神经系统中有9种非常重要且彼此间非常相似的电压门控钠离子通道，如何单独调控它们中的某一个已经困扰了科学家们数十年。而这项研究中发现的两种多肽毒素能够单独调控钠离子通道Na_v1.1，可谓意义非凡。

Julius说，“这些通道很难单独识别某种药物或试剂，因为它们关系太过密切。我们发现的这两种多肽毒素能够特异性激活Na_v1.1，为研究其在痛觉中的作用提供了有力工具。”

Na_v1.1在癫痫、自闭症、阿尔兹海默症等多种疾病的发展中起到重要作用，研究人员希望对其深入探索，能够开发出针对这些疾病的新药。

氘评：

蜘蛛用了几百万年时间进化出了这些兼具效力和特异性的毒素，而实验室里想设计出类似功能的分子则非常困难。有时候不得不赞叹大自然的鬼斧神工。自然界没有绝对有害或无用的东西，即便是毒液，只要研究清楚机制，也一样能为我所用，造福人类。

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature17976.html

（本文由氘氘斋供稿）