草河豚鱼可以使用无毒版本的致命毒素相互交流

日本料理中的美味，河豚鱼(河豚)也含有致命的毒素。准备不当的河豚鱼会导致食用它的人食物中毒并迅速死亡。之所以会发生如此可怕的事件，是因为鱼的肝脏和卵巢含有一种强大的神经毒素，称为河豚毒素(TTX)。

然而，虽然其用途尚不清楚，但河豚鱼也含有无毒的TTX类似物。现在，在《科学报告》上发表的一项新研究中，日本中部名古屋大学的研究人员提出，河豚鱼利用这些毒素类似物通过气味进行交流。

为了进行他们的研究，该小组使用了一种叫做草河豚(Takifugualboplumbeus)的河豚鱼。草河豚是许多日本休闲垂钓者的问题，因为它们被认为是吃诱饵和折断钓鱼线的兼捕物。但同时，也有不少人因为长相而对它们表示喜爱，有的人甚至把它们当宠物养。许多人也知道草鲀，因为它们在初夏涨潮的晚上在特定地点聚集并大量产卵。

从小，生物农业科学研究科的阿部秀树副教授就对草河豚的“迷人外表”感到欣喜。但作为一名生物学家，他对它们的产卵行为更感兴趣。“我对它们的毒素可能与它们作为信息素的产卵行为有关的假设着迷，”他解释说。信息素是鱼类使用嗅觉感知的化学物质，用于影响同一物种的其他人的行为。

像其他河豚鱼一样，草河豚会积累神经毒素TTX以阻止潜在的捕食者。然而，河豚也积累了一种无毒的TTX类似物，称为5,6,11-trideoxyTTX(TDT)。科学家们很好奇为什么河豚应该积累一种无毒的版本。

为了更好地掌握这一现象，由Drs.领导的名古屋大学研究人员团队。生物农业科学研究科的Abe、Adachi和Nishikawa以及他们的研究生YoshihisaNoguchi、KeigoMatsutani、TakehisaSuzuki、RyoSakakibara和RyotaNakahigashi研究了该化合物。他们确定TDT是一种吸引其他草鲀的气味，并确定了它们用来感知它的嗅觉感觉细胞。

研究人员使用嗅觉电图测试了草河豚，这是一种测量嗅觉上皮细胞兴奋的设备，嗅觉上皮细胞是对气味做出反应的组织。令人惊讶的是，他们发现河豚的嗅觉上皮对有毒的TTX没有反应，而是对其无毒的类似物TDT作出反应。免疫组织化学染色揭示了对TDT有特异性反应的嗅觉细胞的存在，这意味着它表现为一种吸引草河豚的气味剂。

接下来，他们通过将草河豚放入鱼缸，然后仅将其引入一侧，展示了TDT的吸引人特性。作为对化学物质的反应，河豚聚集在添加化学物质的水箱部分。

“这个结果出乎意料，因为之前的研究假设TTX是草河豚使用的类信息素物质，”安倍解释说。“早期研究中使用的TTX来自活生物体，纯度较低;因此，我们认为它可能不仅含有TTX，还含有其他类似物，包括TDT，这可能实际上引起了气味反应。”由于他们使用纯TDT进行的研究，长期以来关于TTX在河豚信息素信号传导中的作用的信念可能会被推翻。

“猎物动物含有毒素及其类似物，因此河豚可能会利用TDT的气味作为寻找携带TTX的猎物的信号，例如扁虫、海星、腹足动物和骷髅虾，”Abe继续说道。“此外，草鲀中储存的TTX和TDT位于它们的皮肤、肝脏和卵巢中。在产卵期间从雌性的卵巢和卵子中释放的TTX可能有助于保护卵子免受捕食者的伤害。同时，从草河豚中释放的TDT女性的皮肤和卵巢以及TTX可能会吸引男性。”

“我们的研究结果为有毒河豚使用TTX及其类似物提供了新的视角，”Abe总结道。“它们是对无毒类似物生物学功能的首次阐明，预计将对河豚毒化机制和繁殖行为的研究产生有意义的影响。”