PNAS：箭毒蛙毒素为什么对自身没有伤害？

原产于哥伦比亚的金色箭毒蛙（Phyllobates terribilis），世界上毒性最强的物种之一。自古以来，它们就被哥伦比亚雨林中的原住民用于制造致命的吹箭，箭毒蛙身上的毒素只需0.1 mg就能毒死一个成年人，而且无药可解。箭毒蛙毒素[(-)-batrachotoxin, BTX]是一种甾体类生物碱，作用于心脏和神经系统，不可逆地与电压门控钠离子通道（NaV）结合，迫使其保持持续“开启”的状态，从而切断神经信号传递导致麻痹和心力衰竭，直至死亡。

可以打开神经细胞上的钠离子通道（来源：PNAS）

不过，箭毒蛙自身体内不会合成BTX。当科学家人工圈养这些箭毒蛙，而不是任其在自然环境中繁殖时，它们完全是无害的。这就让我们想到，箭毒蛙像有毒的河豚一样，它们体内的毒素很可能来自于食物。但是，为什么它们自身不会“食物中毒”呢？为了解决这个问题，美国纽约州立大学（State University of New York，SUNY）科学家Sho-Ya Wang和 Ging Kuo通过小鼠实验发现，箭毒蛙对毒素的抗性主要来自于体内一种突变氨基酸。

科研人员在箭毒蛙肌肉中找到了五种天然氨基酸替代品，并在小白鼠的肌肉中进行了测试。当小白鼠的这五种氨基酸被替换成箭毒蛙的突变氨基酸之后，小白鼠的肌肉也完全能够抵抗箭毒蛙毒素。为了弄清楚到底是哪一种氨基酸突变起作用，科研人员对这五种氨基酸逐一替代和排除。最后发现，除了N1584T这个替代品，其他的都不能保持对箭毒蛙毒素的抵抗性，而在这个突变中，氨基酸天冬酰胺被替换成苏氨酸。