尼安德特人基因与疼痛敏感性增加有关

尼安德特人过着艰苦的生活。冰河时代的狩猎采集者在欧亚大陆西部勉强维持生计，猎杀猛犸象、野牛和其他危险动物。

7月1日发表在“当代生物学”(Current Biology)上的一项首次基因组研究发现，尽管尼安德特人的生活艰难而混乱，但他们在生物学上有高度痛感的生物学倾向。进化遗传学家发现，古人类亲属的一个编码蛋白Na V1.7的基因发生了三个突变，这种蛋白将痛感传递到脊髓和大脑。他们还表明，在英国人的样本中，那些遗传了尼安德特人版本的Na V1.7的人往往比其他人经历更多的痛苦。

德国莱比锡马克斯·普朗克进化人类学研究所的斯万特·帕博(Svante Päbo)与斯德哥尔摩卡罗林斯卡研究所(Karolinska Institute)的雨果·泽伯格(Hugo Zeberg)共同领导了这项研究，他说：“对我来说，这是关于我们如何通过将现代人作为转基因模型来开始了解尼安德特人生理学的第一个例子。”

研究人员只能获得少数几个尼安德特人的基因组，而且大多数都是在低分辨率下测序的。这使得很难识别大约50万-75万年前他们的血统从人类血统分裂后进化出来的突变。但在过去的几年里，Päbo和他的团队已经从克罗地亚和俄罗斯的洞穴中发现的DNA中产生了三个高质量的尼安德特人基因组。这使他们能够自信地识别出可能在尼安德特人中很常见，但在人类中非常罕见的突变。

一种名为SCN9A的基因-编码Na V1.7蛋白-的突变之所以引人注目，是因为所有的尼安德特人都有三个改变蛋白质形状的突变。在所有三个尼安德特人的两组染色体上都发现了该基因的突变版本，这表明这种基因在他们的群体中很常见。

NA V1.7作用于身体的神经，在那里它参与控制疼痛信号是否以及在多大程度上传递到脊髓和大脑。“人们把它描述成一个音量旋钮，设置神经纤维疼痛的增益，”泽伯格说。一些具有极其罕见的使蛋白质失效的基因突变的人不会感觉到疼痛2，而其他的变化会使人们更容易患上慢性疼痛3。

为了研究突变可能如何改变尼安德特人的神经，泽伯格在青蛙卵和人类肾脏细胞中表达了他们版本的Na V1.7-这两个模型系统对表征控制神经冲动的蛋白质很有用。该蛋白在具有所有三种突变的细胞中比在没有变化的细胞中更活跃。泽伯格说，在神经纤维中，这将降低传递痛苦信号的门槛。

然后，他和Pääbo寻找具有尼安德特人版本的Na V1.7的人类。在英国生物库(UK Biobank)中，大约0.4%的参与者报告了他们的疼痛症状，他们有一个突变基因的副本。英国生物库是一个包含50万英国人的基因组数据库。没有人像尼安德特人那样有两个。携带该基因突变版本的参与者报告生活中疼痛的可能性比未携带该基因的参与者高出约7%。

西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚研究和高级研究所的神经学家塞德里克·博克斯(Cedric Boeckx)说，“这是一项美丽的工作”，因为它展示了如何通过研究现代人来重建尼安德特人生理的各个方面。在2019年的一项研究中，Boeckx标记了另外三种与疼痛感知有关的蛋白质，这些蛋白质在现代人和尼安德特人之间存在差异。他说，这样的变化可能表明了这两个物种在适应能力上的差异。

Pääbo和Zeberg警告说，他们的发现并不一定意味着尼安德特人会比现代人感受到更多的痛苦。Na V1.7传递的感觉在脊髓和大脑中进行处理和修饰，这也有助于疼痛的主观体验。

柏林Max Delbrück分子医学中心的神经学家加里·勒文(Gary Lewin)指出，尼安德特人的变异对Na V1.7的功能只有很小的影响，而且比其他与慢性疼痛有关的变异要小得多。“很难想象为什么尼安德特人会想要对疼痛更加敏感，”他补充道。

目前还不清楚这些突变的进化是否是因为它们是有益的。尼安德特人的种群很小，遗传多样性很低，这是有害突变挥之不去的条件。但是Pääbo说，这种变化“闻起来”像是自然选择的产物。他计划对大约100名尼安德特人的基因组进行排序，这可能有助于提供答案。

泽伯格指出，无论如何，“疼痛是一种适应性的东西”。“感觉到疼痛并不是特别糟糕。”