由于遗传改变，highveld 鼹鼠能够与其他鼹鼠避免的痛苦叮咬一起生活在有毒的蚂蚁旁边。
大约十年前，MaxDeldelück分子医学中心（MDC）的裸鼹鼠几乎在一夜之间就出名了。这要归功于来自柏林的Gary Lewin和来自芝加哥的Thomas Park共同研究裸鼹鼠的奇怪感官世界。Park和Lewin研究表明，这些非洲穴居啮齿动物对疼痛具有显著的抵抗力。在2008年PLOS Biology期刊上的一篇文章中，他们报告说，当暴露于酸或辣椒素时，鼹鼠不会感到疼痛 - 这种物质会使辣椒产生辣的感觉。这个鼹鼠的实验引起了全球的关注。
对于刚刚在“ 科学”杂志上发表的最新研究，Lewin与南非和坦桑尼亚的同事合作，进一步测试了更多的疼痛不敏感实例。“我们对这种些动物的研究提供的见解应该有助于开发新的缓解疼痛的药物，”负责MDC体细胞感觉分子生理学的Lewin说。
南非比勒陀利亚大学的Nigel Bennett与一位鼹鼠生物学世界专家密切合作，加里·勒温，托马斯·帕克及其同事探讨了裸鼹鼠和其他八种相关物种如何对通常引起短暂的三种物质做出反应对人类和其他哺乳动物皮肤的灼烧感。这些物质是：稀盐酸，辣椒素和异硫氰酸烯丙酯（AITC）。AITC是芥末的中成分，芥末是寿司的流行调味品，味道极佳。这个实验是模拟鼹鼠在野外自然暴露于这些和类似的物质。
只有highveld鼹鼠不受芥末刺痛的影响
在科学文章中，其主要作者是Ole Eigenbrod和Karlien Debus，科学家报告说，三种鼹鼠物种被证明对酸不敏感。有趣的是，这三个物种通过进化并没有特别密切相关。在将辣椒素溶液注入其爪中后，两个物种没有显示出疼痛的迹象。“另外一个短暂抬起他们的爪子，或者舔它，这向我们展示了那些动物确实感受到了一种短暂的疼痛感，”Lewin解释道。
只有一种鼹鼠被证明不受芥末中的AITC的影响。不是裸鼹鼠，而是另一种穴居啮齿动物称为highveld 鼹鼠（highveld mole-rat），它以南非东部地区的名字命名，只有那里才有发现。“这对我们来说是一个惊心动魄的发现，”Lewin说。“AITC攻击体内的氨基酸，因此可以破坏蛋白质。这就是为什么我们所知道的所有其他物种都不会接触到这种物质。” highveld mole-rat是实验中唯一没有AITC敏感问题的物种。
这完全取决于改变的离子通道
为了揭示鼹鼠对疼痛的显着抗性的分子原因，研究人员从所研究的所有9个物种的脊髓和背根神经节中获取感觉组织。在背根神经节中，存在将疼痛信号传递到脊髓的神经元簇。“借助最先进的测序技术，我们能够比较该组织内约7,000个基因的活性，”Lewin报道。
很快，研究小组观察到两个基因的活动在感觉不到疼痛的动物中发生了变化。这些基因包含离子通道TRPA1和NaV1.7的蓝图。已经知道这两个通道涉及疼痛的感知。
“鼹鼠的主要食物来源之一是植物根部，而根部常常含有AITC和在许多其他刺激物激活了TRPA1，”Lewin解释说。这就是为什么在进化过程中，许多物种已经没有激活该通道的基因。“但是，是唯一一个完全关闭'芥末通道'通道的是highveld 鼹鼠，”Lewin说。他和他的团队继续发现这是由于另一个通道特别活跃的基因 - 组成型开放通道NALCN，被称为“泄漏通道”。该研究小组发现，highveld鼹鼠是该通道的表达唯一显着改变的通道。
可以关闭鼹鼠的疼痛抵抗力
Lewin对进一步实验的结果特别感到惊讶。“当我们通过施用阻断通道的药物阻断NALCN通道时，highveld 鼹鼠突然变得对AITC敏感，”他报告说。但是，在施用拮抗剂后一天，动物又恢复了对该物质的漠不关心。“从我们看到的成千上万的基因中，我们显然已经发现这个基因对于highveld 鼹鼠的显着的抗痛性表达，”Lewin笑着说，这个发现很幸运。
与奈杰尔·贝内特合作的博士生丹尼尔·哈特发现，highveld 鼹鼠通常与Myrmicaria natalensis（通常称为纳塔尔蚂蚁）分享他们的洞穴。“这些昆虫以其侵略性和高度刺激性的毒液而闻名，”Lewin说。当这种蚂蚁毒液被注入他们的爪子时，研究中发现所有鼹鼠都经历了短暂的疼痛 - 除了highveld 鼹鼠。但是当研究人员阻断了highveld鼹鼠中的NALCN通道时，这些动物对毒液变得敏感。
新发现有助于药物研究
Lewin推测，“在整个进化过程中，highveld 鼹鼠已经明确地获得了一个高活性基因用于单个离子通道，这使得它可以在其他种类的鼹鼠所避免的地方建立它的家。” MDC科学家认为这是环境塑造长期演变的另一个很好的例子。“在更实际的方面，这一发现很可能会导致高效镇痛药的发展，”他补充说。“highveld 鼹鼠已经向我们表明，NALCN通道的高表达似乎是缓解疼痛的一种非常有效的方法。”
来源:亥姆霍兹联合会MaxDelbrück分子医学中心