黑蝇唾液肽sibanin通过双重作用机制驱动吸血效率：靶向Nav1.7通道的镇痛与抗凝协同效应

《Communications Biology》：Dual-action salivary peptide drives black fly feeding efficiency

　　本研究针对黑蝇吸血过程中镇痛机制不明的问题，通过多学科技术筛选Simulium bannaense唾液成分，发现新型Kunitz肽sibanin可同时靶向Nav1.7电压门控钠通道（IC50=265.03 nM）和凝血因子Xa，阐明其通过抑制疼痛信号传导（热痛模型潜伏期提升50%）与抗血栓形成的双重作用机制，为疼痛-血栓共病治疗提供了新型先导化合物。

　　

在自然界残酷的生存竞争中，吸血生物进化出了精妙的化学武器库来优化捕食策略。黑蝇（Simuliidae）作为重要的医学昆虫，其雌性个体需要吸血以完成繁殖，这个过程需要巧妙规避宿主的疼痛感知和凝血防御系统。虽然已知黑蝇唾液含有多种抗凝成分，但其如何有效抑制宿主疼痛反应始终是未解之谜。发表在《Communications Biology》的这项研究，首次揭示了黑蝇唾液肽sibanin通过独特双重作用机制驱动吸血效率的分子奥秘。

为解析黑蝇的镇痛机制，研究团队采用整合性研究策略：通过高效液相色谱（HPLC）结合镇痛活性追踪从Simulium bannaense唾液腺中分离活性成分；利用背根神经节（DRG）神经元电生理记录分析神经兴奋性；采用全细胞膜片钳技术系统评估离子通道选择性；通过点突变和分子对接确定关键结合位点；并利用热板实验和神经病理性疼痛模型验证体内镇痛效果。

分离与鉴定黑蝇毒液中的镇痛成分

通过逆向高效液相色谱和镇痛活性导向分离，研究者从黑蝇唾液腺中纯化得到分子量为10557.3 Da的新型肽类毒素sibanin。cDNA文库筛选显示其前体含110个氨基酸，经蛋白酶切后生成91个氨基酸的成熟肽。AlphaFold2结构预测显示sibanin具有典型Kunitz型折叠结构，由三对二硫键（Cys6-Cys56、Cys15-Cys39、Cys31-Cys52）稳定，C端富含碱性氨基酸区域。

Sibanin在疼痛模型中展示强效镇痛活性

在热板实验中，腹腔注射sibanin（0.2-5.0 mg/kg）呈剂量和时间依赖性延长小鼠缩足潜伏期（最高提升50%），0.2 mg/kg剂量镇痛效果与同浓度吗啡相当。在紫杉醇诱导的神经病理性疼痛模型中，sibanin同样剂量依赖性逆转机械痛觉超敏。

Sibanin介导的伤害感受器兴奋性降低

电流钳记录显示200 nM sibanin显著抑制DRG神经元动作电位发放频率（44.53±5.66%），但不改变静息膜电位（-34.75±1.84 mV vs -34.88±1.65 mV）或动作电位幅度（111.60±2.50 mV vs 109.92±2.37 mV），表明其作用机制非普通膜稳定剂，而是特异性调节电压门控离子通道。

Sibanin对DRG神经元的电生理效应

全细胞记录发现200 nM sibanin对电压门控钾通道（Kv）无影响，对电压门控钙通道（Cav）抑制约10%，而对电压门控钠通道（Nav）抑制达45%，提示其镇痛作用主要通过选择性靶向钠通道实现。

Sibanin强效抑制Nav1.7通道

在表达不同钠通道亚型的HEK293T细胞中，sibanin选择性抑制Nav1.7通道（SCN9A编码），对Nav1.8（SCN10A编码）和Nav1.9（SCN11A编码）无显著影响。浓度效应曲线显示其对Nav1.7的半抑制浓度（IC₅₀）为265.03±7.86 nM。

Sibanin对Nav1.7通道的高选择性

sibanin对疼痛相关其他离子通道（Kv1.3、Kv2.1、Cav2.2、TRPV1-4、TRPA1、TRPM8）均无显著影响，证实其高度选择性靶向Nav1.7的特性。

Sibanin调控Nav1.7通道动力学

200 nM sibanin使Nav1.7激活曲线左移（V₅₀从-0.78±2.29 mV移至-11.56±2.12 mV），稳态失活曲线左移12.55 mV（V₅₀从-44.55±2.76 mV移至-57.10±2.89 mV），恢复时间常数从2.50±0.16 ms延长至5.66±0.18 ms，且在10 Hz刺激下呈现使用依赖性抑制，符合"门控修饰剂"特征。

Sibanin与Nav1.7通道的直接相互作用

通过Nav1.7与Nav1.8序列比对和点突变筛选，发现结构域I S3-S4连接区的N209和结构域IV S3-S4连接区的A1585是sibanin结合的关键残基。同源置换实验证实这两个位点对sibanin抑制效应至关重要，而突变不影响通道电压依赖性或TTX敏感性。

Sibanin与Nav1.7通道的分子对接

分子对接模型显示sibanin通过带正电的C端区域与Nav1.7电压感受模块结合，其中Arg16与Asn209形成氢键，解释了点突变N209G导致抑制效能降低72.3±5.1%的结构基础。

Sibanin与Nav1.7在吸血适应中的保守性

多序列比对显示sibanin及其同源肽（Simukunin、Guianensin等）均保留保守半胱氨酸框架和N端精氨酸残基。Nav1.7靶向残基（N209、A1585）在脊椎动物宿主中高度保守，确保黑蝇能跨物种有效抑制伤害感受。

研究结论表明，sibanin作为首个来自黑蝇的Kunitz型Nav1.7抑制剂，通过靶向电压感受域（S3b-S4a）发挥门控修饰作用。其双重活性（抗凝+镇痛）代表吸血生物进化出的高效适应策略：镇痛效应降低宿主防御反应，抗凝作用保证血流持续，协同提升吸血效率。这种多功能协同机制使sibanin成为疼痛管理和血栓性疾病治疗的有前景先导化合物，可规避多药治疗风险。该研究不仅阐明黑蝇的化学生态学适应机制，也为开发多靶点药物提供了新范式。