別被圖上毒青蛙的漂亮外表欺騙，它能分泌世上最頂級的神經毒素。最近一篇《Science》雜誌報道了一篇有趣的文章，解謎“毒青蛙如何防止自己中毒？”問題的答案與治療人類疼痛和上癮也有著密切關聯。
地棘蛙素（epibatidine）是毒青蛙皮膚提取物，可與神經受體結合導致高血壓、癲癇甚至死亡。研究人員發現，青蛙防止被自身毒液毒死的關鍵在於一個受體蛋白的3個氨基酸突變，該蛋白總大小為2500個氨基酸。不僅如此，分析毒蛙進化，相同的突變恰好獨立地出現了三次。
“進化出毒物的作用是儘可能地避免被捕食，”文章共同一作德州大學Austin分校的博後研究員Rebecca Tarvin說。“但仍有許多動物都沒有毒性，為什麼呢？我們的工作表明，其中一個最大的制約因素是，生物體是否也能進化出抵抗自身毒素的能力。我們在三個不同青蛙種群中發現了相同的進化模式。這就是生命進化之美。”
毒蛙的種類可達數百種，每一種蛙都掌握著數十種毒物的配置“祕方”。
幾十年來，醫學人員將這些毒物統稱為“地棘蛙素”，是治療疼痛的一種有效藥，且不致癮。人們合成了數百種青蛙毒素“有效成分”，但無一例外都因其他副作用而終止於人體臨床試驗。
這項有關青蛙如何進化出抗毒物型大腦受體的新研究為開發新止痛藥和尼古丁脫癮藥指出了一條明路。
一、換鎖
細胞表面受體是傳遞外界和內部信號的“鎖”，遇到正確的“鑰匙”才能打開。Tarvin和同事研究了學習和記憶過程中的信號傳輸，對捕食者來說，地棘蛙素像一把“萬能鑰匙”，開動細胞上受體，劫持細胞，引發細胞危險活動。
毒蛙進化的小突變能阻止毒素與其受體結合。最重要的是它們還進化出了能與突變受體結合的特異性“鑰匙”。通過“換鎖”步驟，完美解決了“只毒別人，不毒自己”的難題。
二、人類健康保衛戰
青蛙“換鎖”的方式暗示了疾病治療藥物開發的新途徑。文章作者Cecilia Borghese說：“最激動人心的發現是這些氨基酸的排布方式！它們精確地形成了只對地棘蛙素有抗性的受體。”
理解微小變化如何影響受體行為，對藥物設計科學家來說是一個可借鑑的思路，因為在人體中，相同的受體同時參與疼痛和尼古丁成癮，如何避免成癮、治療疼痛和克服疼痛幫助吸菸者戒菸都是藥物研發界的待解問題。
三、聊聊進化
課題組與厄瓜多爾的合作伙伴收集了28種青蛙的組織樣本，有的使用地棘蛙素，有的使用其他毒素，有的無毒。Tarvin和同事們對每一個物種進行基因組測序，比較細微差異後建立了一個進化樹。
2016年1月，該研究小組鑑定了一組保護蟾毒素生產蛙類免受自身毒素損害的遺傳突變。