作者:Alulull
编辑:窗敲雨
想象一下,你在烈日下玩耍不幸晒伤了自己,当你拖着发红脱皮的身体去泡热水澡,会发生什么?这时候,平时觉得热乎乎很舒服的洗澡水也能让人疼得呲牙咧嘴。
这种现象就是所谓的“痛觉过敏”(hyperalgesia)了——当身体组织受伤或是发炎的时候,它们总会变得对疼痛格外敏感,哪怕平日温和的外界刺激都会让伤口疼痛不已,时刻提醒你要温柔对待患处。很多动物都会经历痛觉过敏,但是,裸滨鼠们却对此却毫无感觉。
痛觉过敏?裸滨鼠表示毫无感觉。图片来自:Raymond Mendez
对,就是哺乳动物界的那朵奇葩。裸滨鼠(Heterocephalus glabe)们居住在东非沙漠地带的地下世界,它们不仅画风清奇,还拥有不少“特异功能”:寿命比个头相仿的啮齿类长10倍,极少出现癌症,而且对某些疼痛拥有超群的耐受力。它们不怕酸、不怕烫、不怕辣,也不会出现痛觉过敏,如此感觉迟钝,到底是怎么回事?最近,发表在《细胞通讯》(Cell Reports)上的一篇论文阐述了这背后的分子机制[1]。
痛觉过敏的现象源于机体对神经感受器的调节。当组织受伤、炎症出现时,动物体内一种名为“神经生长因子”的物质分泌会增加,这种因子与酪氨酸激酶受体(TrkA)结合,并开启一系列生化反应。最终,信号会传递到感知温度与痛觉的TRPV1受体上,使它变得更加敏感。TRPV1也就是大名鼎鼎的辣椒素受体,在高温刺激或者辣椒素的作用下,它就会给我们带来火烧火燎的痛感。
一只爬在辣椒上的裸滨鼠。与其他哺乳动物相比,它们对辣椒素的灼痛感觉要迟钝得多。图片来自:Thomas Park, PhD University of Illinois at Chicago
裸滨鼠的感受器看起来并没有什么问题——如果遇到辣椒素,它们的TRPV1受体也可以像其他哺乳动物一样正常激活。但是,它们体内的“痛觉敏感调节器”却不好使。研究者发现,裸滨鼠的TrkA受体中存在3个罕见的氨基酸替换突变。这些突变影响了TrkA受体向下游信号通路“喊话”的功能,让它们的调节作用变得很低。结果,在炎症发生、体内神经生长因子增加之后,裸滨鼠的感受器依然没怎么收到增加敏感度的信号。因此,它们就显得对疼痛格外迟钝了。
除此之外,研究者还发现,与刚出生的幼鼠相比,成年裸滨鼠的C类神经纤维明显变少。这是一种负责传导慢性疼痛的神经,其生长恰恰依赖正常的TrkA活动。也就是说,TrkA受体的功能下降不仅让裸滨鼠的痛觉感受器变得更加迟钝,也减少了痛觉信号的传输路径。
一般看来,灵敏的痛觉应该更有利于动物生存:疼痛能帮助动物及时避开危险环境,“痛觉过敏”更是可以避免对受损组织的进一步伤害。但是,失去了这些调节机制,疼痛感受相当迟钝的裸滨鼠却活得好好的,这又是为什么?
长得丑,不怕疼?但是人家活得很好。图片来自:ALAMY
研究者推测,裸滨鼠如此“低配”的痛觉加工系统或许与它们特殊的生存环境有关。裸滨鼠们居住在东非赤道区域的地下,这里气温一直保持稳定,它们接触热刺激的可能性很少,因此热痛觉过敏并不是它们的生存必需品。作为一种在地下生活的群居动物,裸滨鼠不得不长年面对缺氧的问题,舍弃不会立即威胁生命的那部分痛觉反应,可能反而更能节约能量。就这样,受体突变造成的“迟钝”个体反而成为了演化的赢家。