近日，3位年轻科学家在《自然—通讯》杂志上发表的一篇论文，让在自然界生存了5亿年之久的蜈蚣，在现代科学研究中释放出全新价值。

这3位年轻科学家分别是中科院昆明动物所的杨仕隆博士、美国加州大学戴维斯分校的杨帆博士、北京大学的卫宁宁博士。他们借助蜈蚣毒素探针，对人类疼痛的发生机理进行了揭秘。而基于该项成果，一种镇痛药物有望诞生——其既能使人体免于承受疼痛之苦，也可避免药物带来的高烧等副作用。

向自然寻求答案

1997年，国外科学家便发现了TRPV1离子通道。它相当于人体的温度感受器，也是人体产生疼痛过程的一个重要受体。“当这个离子通道被激活时，会产生非常快速的神经性疼痛。这也是人类感受辣椒的辣味和损伤性热刺激的分子机制。”杨仕隆向《中国科学报》记者介绍说。

然而，这种在人体内广泛分布的离子通道是如何感受温度的，又是如何影响疼痛的，一直未被阐明。

杨仕隆所在的实验室，从蜈蚣毒素中提取出作用于TRPV1离子通道的多肽毒素（RhTx）。正是以这种蜈蚣毒素作为分子探针，他们在研究TRPV1离子通道激活机制以及疼痛疾病机理中取得重大突破。

“生物与生物之间是一种博弈的关系，产毒生物分泌毒素是为了优化其生物活动中的捕食、防御和种间竞争等过程，而这都需要毒素分子进化出十分精巧的分子机制，才能实现。”杨仕隆表示。

被视为所有陆生生物活化石的蜈蚣，其毒素系统进化长达5亿年之久，毒素分子与受体分子之间的博弈也经历了漫长的进化历程，并产生出十分精妙的分子策略。而这也是杨仕隆选择蜈蚣毒素并最终在研究中获得成功的原因。

止疼药新希望

TRPV1通道是公认的理想镇痛靶点。弄清楚该通道的热激活机制，对于理解人类疼痛疾病的发生机理有着重要意义。正因如此，很多药物的研制都希望通过关闭这个通道达到镇痛目的，这便是之前基于此离子通道研制镇痛药的主要方向。

然而，遗憾的是，这类药物在实验中的表现不容乐观。卫宁宁介绍说，用药后，疼痛刺激虽然得到缓解，但“动物会产生高热”。这是因为TRPV1还是调节体温的重要元件。

而此次3位科学家的研究成果，通过完全不同于以往的思路，重新审视了TRPV1通道与人类疼痛之间的关系。

爱吃辣椒的人，一定都知道食用辣椒后再饮用热水所产生的热与辣叠加的感受。这种感觉的产生，是因为辣椒素和热刺激都能激活TRPV1离子通道。只不过，辣椒素刺激产生的是“辣”，而热刺激产生的是“疼”。也就是说，二者打开TRPV1离子通道的“门控方式”不同。

借助蜈蚣毒素探针，研究人员发现，蜈蚣毒素不但能打开TRPV1通道，并且采用了与热刺激打开通道的门控方式相同的策略。“特别有意思的是，热刺激是一种物理性刺激，而我们的毒素是以一个配体的方式结合TRPV1通道。这在全世界是首次发现。”杨仕隆解释说。

聚散皆因科学

记者了解到，这3位年轻的科学家，之所以在同一项研究中携起手来，正是因为他们对科学研究的共同兴趣突破了地域的局限。

在中科院昆明动物所从事生物药物研究工作的杨仕隆，利用转录组学、蛋白组学结合功能研究，对蜈蚣毒素组分进行深入研究，找到了研究TRPV1热激活过程的极佳分子探针，保证了分子机制研究的顺利进行。而在加州大学戴维斯分校从事研究的杨帆，主要专注于生物物理方面的研究，此次研究中许多加热实验主要由他牵头完成。卫宁宁所在的实验室则一直致力于将TRPV1通道作为药物靶点的相关研究，在毒素关键残基和在通道上结合位点的探析等方面做了大量工作。

3人的共同努力换来了此次的研究成果。但对于未来的研究方向，他们因各自研究兴趣的不同而有所差异。

杨仕隆仍专注于对生物毒素结构和功能的分析，希望能从中挖掘出可直接作为药物使用的先导活性分子，以及用于解释人类未知科学问题的工具分子。而杨帆的兴趣在于蜈蚣毒素与TRPV1结合后的复合物结构，未来也会通过计算的方法，设计达到指定功能的蛋白。卫宁宁则将继续在毒素和离子通道研究中做更多、更深入的工作。（来源：中国科学报 王佳雯）