有毒動物占了整個動物界的15%以上,但是對有毒動物的研究多數集中在兩栖、爬行動物和無脊椎動物,對有毒哺乳動物的研究還很少。中國科學院昆明動物研究所賴仞研究員帶領的團隊長期從事動物毒素分子多樣性發掘及其生態系統功能研究和利用,對蜈蚣、蠍子、馬蜂、蜘蛛等有毒節肢動物以及蛇類、蛙類等有毒脊椎動物(Yang et al 2013 PNAS;Yang et al 2015 NC;Xu et al 2015 Chem Rew;Zhang et al 2017 Immunity;Yang et al 2017 Sci Adv;Jin et al 2018 Nat Immunol;Luo et al 2018 PNAS;Han et al 2018 PLoS Biol;Luo et al 2019 NC;Li et al 2019 PNAS;Li et al 2019 NSR;Mwangi et al 2019 PNAS;Gao et al 2019 Protein & Cell;Duan et al 2019 Sci Bull;Yang et al 2020 Sci Adv;Shen et al 2020 Blood;Luo et al 2020 NC;Tang et al 2020 Cir Res;Yang et al 2020 PNAS;Wang et al 2021 APSB;Wang et al 2021 Cell Res,Han et al 2021 Br J Pharmacol)的毒素分子多樣性及利用進行了系統的研究。化石證據表明,許多已滅絕的哺乳動物擁有毒液輸送系統。現存的有毒哺乳動物包括鼩鼱、鴨嘴獸、懶猴和蝙蝠等,它們通過有凹槽的牙齒將有毒的唾液輸送給獵物。動物毒素幫助捕食者獲得最大的覓食收益,减少捕食時間並囤積食物。鼩鼱是一種高度活躍的食蟲動物,有大量的能量需求,幾乎需要不停的進食,其日進食量是其體重的3倍。對於小型獵物,他們往往立刻食用,而對於大型獵物,他們會囤積供以後食用。鼩鼱利用毒液麻痹和制服獵物,囙此可以作為一個很好的模型來研究毒液利用和最佳覓食收益之間的關係。
亞洲短尾鼩鼱(Blarinella quadraicauda)分佈在中國西南部和越南北部,其成年體重4-8克。其下顎有兩個用於輸送毒液的牙齒。中國科學院昆明動物研究所賴仞和蔣學龍研究員領導的團隊從亞洲短尾鼩鼱的頜下毒腺中分離出來一種毒素(BQTX)。BQTX特异性分佈在唾液腺中(占唾液腺總蛋白的~?1%)。BQTX在結構和功能上與蛇、黃蜂和海蝸牛的毒素相似,表明哺乳動物和非哺乳動物的毒液在進化上關聯性。BQTX通過增强凝血酶和第十二因數活性並抑制纖溶酶活性,誘導急性高血壓和凝血。它還通過抑制彈性蛋白酶表現出强烈的鎮痛作用。值得注意的是,該毒素在體內保持16小時半衰期的高血漿穩定性,這可能會延長中毒時間,以麻痹獵物並囤積供日後食用,提示亞洲短尾鼩鼱通過利用毒液以達到最佳覓食收益,也為凝血系統的酶活性調控提供新思路。該研究結果於近期發表於Cellular and Molecular Life Sciences(Shrew's venom quickly causes circulation disorder,analgesia and hypokinesia. Cell. Mol. Life Sci. 79,35(2022).DOI: 10.1007/s00018-021-04116-x)。昆明動物研究所廖祉亦博士研究生、唐小芃副研究員、昆明醫科大學附屬第三醫院陳文林主任、蔣學龍研究員為該論文的共同第一作者。該工作得到了科技部、國家自然科學基金委、中國科學院及雲南省科技廳的資助。
亞洲短尾鼩鼱