日前,曹鵬研究員團隊在國際疼痛學會會刊、疼痛領域頂級期刊PAIN上在線發表了題為 “A sting of scorpion Buthus martensii Karsch targets Nav1.7 in mice and mimics a phenotype of human chronic pain” 的研究論文。揭示了藥用動物東亞鉗蠍蠍毒緻痛的關鍵分子機制。該論文的通訊作者為曹鵬研究員,盧悟廣副研究員為第一作者,參與本研究的有來自耶魯大學醫學院的程曉陽研究員、Stephen G. Waxman教授、中國藥科大學的于烨研究員等,bevictor伟德官网為第一單位。
蠍、蜈蚣等産毒動物為血肉之品,有情之物,性喜攻逐走竄,通經達絡,搜剔疏利,無處不至;又與人類體質接近,容易吸收和利用,效用佳良而可靠,起到挽瀾之功,乃草木、礦石之類所不能比拟,被中醫臨床廣泛使用。産毒動物分泌毒液引起其天敵或獵物産生劇烈的疼痛甚至癱瘓是其重要的生存策略,舉着毒螯在地球上行走了4億年的蠍子正是其中的佼佼者。盡管已有多種蠍毒多肽被鑒定具有緻痛活性,但是其緻痛的機理仍不清楚。
電壓門控鈉通道(VGSC)對疼痛感知至關重要,傷害感受器是周圍神經系統的感覺神經元,主要表達Nav1.1、Nav1.3、Nav1.6、Nav1.7、Nav1.8和Nav1.9通道亞型。人類和小鼠的遺傳學研究表明,Nav1.7在疼痛信号傳遞中扮演關鍵角色,使該通道成為開發鎮痛藥的有吸引力的目标。然而,由于使用敲除小鼠的研究存在局限性,以及缺乏有效的Nav1.7選擇性激活劑和抑制劑,Nav1.7在疼痛信号傳導中的确切作用仍然值得深入研究。
該研究首次證實Nav1.7是藥用動物東亞鉗蠍蠍毒緻痛生存策略的關鍵靶标,蠍毒通過增強Nav1.7的活性産生疼痛效應,并分離鑒定了蠍毒中與Nav1.7相互作用的關鍵成分, 長鍊毒素Makatoxin-3。
Makatoxin-3通過作用于 Nav1.7電壓敏感結構域4(VSD4)表面的S3-S4環,抑制Nav1.7快速失活,從而增強動作電位發放,導緻疼痛阈值降低,引起疼痛。以上發現表明東亞鉗蠍毒液可作為新型的離子通道探針庫用于Nav1.7調節劑的篩選。Makatoxin-3與Nav1.7的相互作用模式将為設計新型Nav1.7特異性的激動劑或Nav1.7靶向鎮痛藥提供新的思路。
工作得到國家自然科學基金優秀青年基金(81622048),國家行業專項-名貴珍稀動物藥全蠍、蟾酥及混僞品鑒定技術及規範應用研究(201507002-11)等項目資助。