Cell:芥末洋葱为何辣眼睛?背后机制有助于开发新型止疼药物

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细胞:为什么芥末洋葱?它背后的机制有助于开发新的止痛药生物勘探

很多人都有这样的经历,当他们切洋葱或吃芥末时,他们不禁流下眼泪。这是因为洋葱,芥末和大葱中含有一种特殊物质,即芥子受体。芥子受体使人感觉到眼睛的刺痛。身体对这种疼痛做出反应,通过流鼻涕,眼泪等来缓解疼痛。

最近,加利福尼亚大学旧金山分校和昆士兰大学的研究人员从澳大利亚黑岩蝎子的毒液中提取了一种针对“芥子受体”的毒素(WaTx)。研究人员已经发现蝎毒液靶向“芥子受体”的具体机制,并发现这种蝎子毒液通过以前未知的机制引发疼痛,这一发现无疑有助于新型止痛药的发展。该研究发表在《Cell》期刊上。

“芥子受体”是一种人体安全警报

芥子受体实际上是一种名为TRPA1的钙通道蛋白,广泛存在于人的感觉神经中,是一种接受外部环境刺激的传感器。当芥子受体被激活时,钙通道打开,钙和钠离子流入细胞,引起疼痛和炎症。

John Lin King,博士。加利福尼亚大学旧金山分校神经科学系的学生说:“芥子受体是人体对环境中化学刺激物的'警报'。当芥子受体遇到可能有害的化合物时,它会被激活。提醒你身体暴露在危险之中。“

其中一种有害化合物是监测芥子受体的关键目标。这些化合物被称为“反应性亲电试剂”。香烟中的含糖,芥末,洋葱和大蒜等含糖食物含有刺激芥子受体的化合物。

值得一提的是,炎症因子也可以激活芥子受体,因此TRPA1被认为是治疗慢性疼痛,瘙痒和神经源性炎症综合征的潜在靶点。

“弯曲曲线”揭示蝎毒引起的疼痛机制

为了找到一种特异而有效的TRPA1激动剂,研究人员已经多次尝试揭示其作用机制。薄荷醇和大麻都是天然TRPA1激动剂,但这些化合物效力较低且效果较差。

所以他们把目光转向了动物的毒液。动物毒液会导致发红,疼痛,甚至死亡。经过筛选,研究人员发现澳大利亚的黑色毒液(Urodacus manicatus)富含TRPA1激活剂。通过纯化和分离蝎毒,研究人员获得了一种名为“核桃受体毒素”(WaTx)的肽。

研究人员惊喜地发现WaTx以与正常TRPA1激动剂不同的方式激活芥子受体。 WaTx将绕过“标准途径”并迫使细胞进入细胞,严格限制进入细胞的物质。通常,细胞通过“内吞作用”吸收小到大,大到大的分子,或通过穿过细胞表面的蛋白质通道进入细胞。然而,WaTx含有一种不寻常的氨基酸序列,使其能够直接渗入细胞膜并进入细胞内部。很少有蛋白质具有这种能力。

该团队随后进行了一系列动物试验,结果显示将TRP1活化剂芥子油注入小鼠的爪子会导致疼痛,炎症和肿胀。相反,注射WaTx的小鼠有急性疼痛和过敏反应,但没有肿胀。研究人员认为,WaTx是一种防御机制。尽管几乎所有动物,包括蠕虫和人类都具有TRPA1的形式,但研究人员发现WaTx仅在哺乳动物中激活这种形式。鉴于黑岩蝎子不吃哺乳动物,毒素很可能主要用于捕食哺乳动物。

新的止痛药离我们有多远?

目前用于缓解疼痛的大多数药物是阿片类药物。尽管阿片类药物可有效缓解疼痛,但它们具有很高的成瘾性并导致药物依赖。

研究结果使研究人员能够更好地了解急性疼痛,并为慢性疼痛和炎症之间的联系提供新的见解。这些发现甚至可能为新型止痛药的开发奠定基础。

大卫朱利叶斯

旧金山加利福尼亚大学教授兼主席David Julius博士说:“这种毒素的发现为科学家提供了一种检测疼痛分子机制的新工具,特别是选择性检测疼痛过敏的过程。对于那些对药物发现感兴趣的人,我们的研究结果表明TRPA1可能成为慢性疼痛的新型非阿片类镇痛剂。“

参考文献:

[1]蝎子毒素和芥末受体帮助科学家解开慢性疼痛

13: 37

来源:健康世界

细胞:为什么芥末洋葱?它背后的机制有助于开发新的止痛药生物勘探

很多人都有这样的经历,当他们切洋葱或吃芥末时,他们不禁流下眼泪。这是因为洋葱,芥末和大葱中含有一种特殊物质,即芥子受体。芥子受体使人感觉到眼睛的刺痛。身体对这种疼痛做出反应,通过流鼻涕,眼泪等来缓解疼痛。

最近,加利福尼亚大学旧金山分校和昆士兰大学的研究人员从澳大利亚黑岩蝎子的毒液中提取了一种针对“芥子受体”的毒素(WaTx)。研究人员已经发现蝎毒液靶向“芥子受体”的具体机制,并发现这种蝎子毒液通过以前未知的机制引发疼痛,这一发现无疑有助于新型止痛药的发展。该研究发表在《Cell》期刊上。

“芥子受体”是一种人体安全警报

芥子受体实际上是一种名为TRPA1的钙通道蛋白,广泛存在于人的感觉神经中,是一种接受外部环境刺激的传感器。当芥子受体被激活时,钙通道打开,钙和钠离子流入细胞,引起疼痛和炎症。

John Lin King,博士。加利福尼亚大学旧金山分校神经科学系的学生说:“芥子受体是人体对环境中化学刺激物的'警报'。当芥子受体遇到可能有害的化合物时,它会被激活。提醒你身体暴露在危险之中。“

其中一种有害化合物是监测芥子受体的关键目标。这些化合物被称为“反应性亲电试剂”。香烟中的含糖,芥末,洋葱和大蒜等含糖食物含有刺激芥子受体的化合物。

值得一提的是,炎症因子也可以激活芥子受体,因此TRPA1被认为是治疗慢性疼痛,瘙痒和神经源性炎症综合征的潜在靶点。

“弯曲曲线”揭示蝎毒引起的疼痛机制

为了找到一种特异而有效的TRPA1激动剂,研究人员已经多次尝试揭示其作用机制。薄荷醇和大麻都是天然TRPA1激动剂,但这些化合物效力较低且效果较差。

所以他们把眼睛转向动物毒液。动物毒液会导致发红,疼痛,甚至死亡。经过筛选,研究人员发现澳大利亚的黑色毒液(Urodacus manicatus)富含TRPA1激活剂。通过纯化和分离蝎毒,研究人员获得了一种名为“核桃受体毒素”(WaTx)的肽。

研究人员惊喜地发现WaTx以与正常TRPA1激动剂不同的方式激活芥子受体。 WaTx将绕过“标准途径”并迫使细胞进入细胞,严格限制进入细胞的物质。通常,细胞通过“内吞作用”吸收小到大,大到大的分子,或通过穿过细胞表面的蛋白质通道进入细胞。然而,WaTx含有一种不寻常的氨基酸序列,使其能够直接渗入细胞膜并进入细胞内部。很少有蛋白质具有这种能力。

该团队随后进行了一系列动物试验,结果显示将TRP1活化剂芥子油注入小鼠的爪子会导致疼痛,炎症和肿胀。相反,注射WaTx的小鼠有急性疼痛和过敏反应,但没有肿胀。研究人员认为,WaTx是一种防御机制。尽管几乎所有动物,包括蠕虫和人类都具有TRPA1的形式,但研究人员发现WaTx仅在哺乳动物中激活这种形式。鉴于黑岩蝎子不吃哺乳动物,毒素很可能主要用于捕食哺乳动物。

新的止痛药离我们有多远?

目前用于缓解疼痛的大多数药物是阿片类药物。尽管阿片类药物可有效缓解疼痛,但它们具有很高的成瘾性并导致药物依赖。

研究结果使研究人员能够更好地了解急性疼痛,并为慢性疼痛和炎症之间的联系提供新的见解。这些发现甚至可能为新型止痛药的开发奠定基础。

大卫朱利叶斯

旧金山加利福尼亚大学教授兼主席David Julius博士说:“这种毒素的发现为科学家提供了一种检测疼痛分子机制的新工具,特别是选择性检测疼痛过敏的过程。对于那些对药物发现感兴趣的人,我们的研究结果表明TRPA1可能成为慢性疼痛的新型非阿片类镇痛剂。“

参考文献:

[1]蝎子毒素和芥末受体帮助科学家解开慢性疼痛

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芥菜

受体

WATX

蝎毒

黑岩

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