昆明動物所等解析蠍子捕食和防禦分子策略

近日，中國科學院昆明動物研究所賴仞團隊與加州大學戴維斯分校開展合作研究，揭示了毒液弱酸性環境擁有重要的生物學功能和蠍子捕食和防禦分子策略，為臨床上對蠍子蜇傷的認識和治療提供了重要的理論基礎，並為鎮痛藥物的研發提供了靶點。該研究成果以A bimodal activation mechanism underlies scorpion toxin–induced pain為題，在線發表在Science Advances上。

產毒動物利用其毒液來武裝自己並高效完成捕食、防禦、種間競爭等生物學行為。其中，蠍子蜇傷產生難以忍受的劇烈疼痛給人類帶來巨大痛苦。由於造成這種劇烈疼痛的分子機制尚未被揭示，妨礙了臨床上對蠍子蜇傷的認識和治療。

為揭示蠍子捕食和防禦分子策略，近日，昆明動物所研究員賴仞、副研究員楊仕隆與加州大學戴維斯分校教授鄭劼領導的研究團隊開展合作研究，揭示了蠍子蜇傷產生劇烈疼痛這一現象背後的分子機制。蠍毒中存在一種由29個氨基酸組成的名為BmP01的神經毒素多肽，BmP01能夠激活辣椒素受體TRPV1，並如同品嘗紅辣椒一般產生快速並且劇烈的痛覺反應。有趣的是，與辣椒素不同，BmP01激活TRPV1受體還依賴蠍毒中存在的氫離子。與大多數產毒動物毒液一樣，蠍毒是一種pH6.5左右的弱酸性物質，這種弱酸性存在生物學價值嗎？研究發現，在蠍毒的弱酸環境下，BmP01激活TRPV1的效率比在中性環境下要強兩到三個數量級，從而誘導劇烈疼痛。反之，如果蠍毒不具有這種弱酸性環境，則無法高效激活TRPV1併產生疼痛。因此，在蠍子蜇傷產生劇烈疼痛的過程中，存在著這種以氫離子為材料的極為低廉但卻十分高效的「分子組合拳」機制。

楊仕隆、浙江大學教授楊帆、南方醫科大學碩士研究生張貝為文章共同第一作者，鄭劼和賴仞為文章共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金委、科技部、中科院、雲南省的科研項目支持。

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