裸鼹鼠的基因中可能隐藏着在不使用阿片类药物的情况下缓解疼痛的秘密
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任何有烦人室友故事的人都知道,艰难的生活状况会在很多方面改变你。现在,想象一下,这个讨厌的室友不仅会吃掉你冰箱里的所有食物,还会导致基因变化,使“未来的你”更能容忍他们的行为。这听起来是不是好得令人难以置信?好吧,事实正是如此在一些非洲啮齿类动物的例子中,这些动物生活在恶劣的环境中,其特征是酸性空气、有刺的昆虫和辛辣的食物来源。
我是一名行为遗传学家研究基因和环境如何相互作用来决定风险慢性疼痛。我的目标是利用这些知识开发新的治疗方法来更好地治疗疼痛不需要阿片类药物。阿片类药物是治疗疼痛的有力工具剧烈的疼痛,但它们并不精确地针对特定的疼痛机制或信号。相反,阿片类药物的主要作用是降低细胞传递疼痛信息的能力,而不是关闭疼痛信息本身。
我被他的作品打动了裸鼹鼠因为这些生物已经进化了对特定类型的疼痛刺激不敏感。这是由于基因活性和蛋白质结构,而不是基因缺失或突变。
人们越来越普遍地认为,这些基因活性的差异可能解释了人类疼痛敏感性和慢性疼痛发展风险的个体差异。更重要的是,如果疼痛研究人员理解这些啮齿类动物的这些过程,并将其应用到人类身上,自然就会产生安全有效的缓解疼痛的创新方法。
臭洞推动了疼痛忍耐力的进化
裸鼹鼠,Heterocephalus格拉比,原产于东非,生活在人口密集的地下洞穴中。在这些洞穴里,呼出的二氧化碳含量非常高,以至于空气变得非常酸性,这会在大多数哺乳动物的鼻子、眼睛和暴露在外的皮肤上引起疼痛的灼烧感。
但是裸鼹鼠是完全不敏感在这种高酸性条件下,使它能够忍受所有的团聚。更重要的是,这些啮齿动物也对辣椒素这种化学物质是辣椒产生灼痛的罪魁祸首。
Gary Lewin领导的新研究这位来自德国柏林的感觉系统生理学家表示,裸鼹鼠并不是唯一一种进化到能够忍受恶劣生活条件的非洲啮齿动物。通过对9种非洲啮齿类动物的比较,Lewin的团队发现其中4种对三种疼痛物质中的至少一种完全不敏感:酸,辣椒素或AITC,它是芥子油中的活性成分。
所有这些刺激都会引起不同类型的疼痛。这种酸可以模拟洞穴里的高浓度二氧化碳。辣椒素和芥末油(AITC)——会引起灼痛——在裸鼹鼠吃的典型食物中发现。但每一种都是通过不同的生化途径引起疼痛的。
阿片类药物危机的影响
证据指向疼痛对酸、辣椒素和AITC不敏感都是单独进化的在相关啮齿类动物中。但最终,这些适应帮助这些啮齿动物在炎热、黑暗和酸性的环境中生存和茁壮成长。这些啮齿动物在体内痛觉通路的结构和功能没有发生重大改变的情况下,已经进化出多种方式来降低它们对日常遇到的常见疼痛刺激的敏感性。简而言之,这些啮齿类动物的亲缘物种发现了不止一种方法来对它们的生活条件和室友变得超级耐受。
在我看来,理解让裸鼹鼠及其近亲对某些类型的疼痛产生抵抗力的分子变化的意义远远超出了啮齿动物室友市场。他们直接指出了新的治疗策略,可以通过选择性地参与或阻断涉及特定类型疼痛敏感性的过程来治疗人类的疼痛。
随着慢性疼痛的流行和阿片类药物危机的不断加剧,精确医学的替代方案为那些难以控制疼痛的人带来了希望,办法是打击疼痛的“原因”,降低包括误用、滥用和成瘾在内的副作用风险。
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