Human genetic and pharmacological studies have demonstrated that voltage-gated sodium channels (VGSCs) are promising therapeutic targets for the treatment of pain. Spider venom contains many toxins that modulate the activity of VGSCs. To date, only 0.01% of such spider toxins has been explored, and thus there is a great potential for discovery of novel VGSC modulators as useful pharmacological tools or potential therapeutics. In the current study, we identified a novel peptide, µ-TRTX-Ca1a (Ca1a), in the venom of the tarantula Cyriopagopus albostriatus. This peptide consisted of 38 residues, including 6 cysteines, i.e. IFECSISCEIEKEGNGKKCKPKKCKGGWKCKFNICVKV. In HEK293T or ND7/23 cells expressing mammalian VGSCs, this peptide exhibited the strongest inhibitory activity on Nav1.7 (IC50 378 nM), followed by Nav1.6 (IC50 547 nM), Nav1.2 (IC50 728 nM), Nav1.3 (IC50 2.2 µM) and Nav1.4 (IC50 3.2 µM), and produced negligible inhibitory effect on Nav1.5, Nav1.8, and Nav1.9, even at high concentrations of up to 10 µM. Furthermore, this peptide did not significantly affect the activation and inactivation of Nav1.7. Using site-directed mutagenesis of Nav1.7 and Nav1.4, we revealed that its binding site was localized to the DIIS3-S4 linker region involving the D816 and E818 residues. In three different mouse models of pain, pretreatment with Cala (100, 200, 500 µg/kg) dose-dependently suppressed the nociceptive responses induced by formalin, acetic acid or heat. These results suggest that Ca1a is a novel neurotoxin against VGSCs and has a potential to be developed as a novel analgesic.

中文翻译：

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µ-TRTX-Ca1a：一种来自 Cyriopagopus albostritus 的具有镇痛作用的新型神经毒素。

人类遗传学和药理学研究表明，电压门控钠通道 (VGSC) 是治疗疼痛的有希望的治疗靶点。蜘蛛毒液含有许多调节 VGSC 活性的毒素。迄今为止，仅探索了 0.01% 的此类蜘蛛毒素，因此发现新型 VGSC 调节剂作为有用的药理学工具或潜在疗法具有巨大潜力。在当前的研究中，我们在狼蛛 Cyriopagopus albosriatus 的毒液中发现了一种新型肽 μ-TRTX-Ca1a (Ca1a)。该肽由38个残基组成，包括6个半胱氨酸，即IFECSISCEIEKEGNGKKCKPKKCKGGWKCKFNICVKV。在表达哺乳动物 VGSCs 的 HEK293T 或 ND7/23 细胞中，该肽对 Nav1.7 (IC50 378 nM) 表现出最强的抑制活性，其次是 Nav1.6 (IC50 547 nM)、Nav1.2 (IC50 728 nM)、Nav1.3 (IC50 2.2 µM) 和 Nav1.4 (IC50 3.2 µM)，对 Nav1.5、Nav1.8 和 Nav1.9 产生的抑制作用可以忽略不计，即使在高达 10 µM 的高浓度下也是如此。此外，该肽对 Nav1.7 的激活和失活没有显着影响。使用 Nav1.7 和 Nav1.4 的定点诱变，我们发现其结合位点位于涉及 D816 和 E818 残基的 DIIS3-S4 接头区域。在三种不同的疼痛小鼠模型中，用 Cala（100、200、500 µg/kg）预处理可剂量依赖性地抑制福尔马林、醋酸或热诱导的伤害性反应。这些结果表明，Ca1a 是一种针对 VGSC 的新型神经毒素，有可能被开发为一种新型镇痛剂。即使在高达 10 µM 的高浓度下。此外，该肽对 Nav1.7 的激活和失活没有显着影响。使用 Nav1.7 和 Nav1.4 的定点诱变，我们发现其结合位点位于涉及 D816 和 E818 残基的 DIIS3-S4 接头区域。在三种不同的疼痛小鼠模型中，用 Cala（100、200、500 µg/kg）预处理可剂量依赖性地抑制由福尔马林、醋酸或热诱导的伤害性反应。这些结果表明，Ca1a 是一种针对 VGSC 的新型神经毒素，有可能被开发为一种新型镇痛剂。即使在高达 10 µM 的高浓度下。此外，该肽对 Nav1.7 的激活和失活没有显着影响。使用 Nav1.7 和 Nav1.4 的定点诱变，我们发现其结合位点位于涉及 D816 和 E818 残基的 DIIS3-S4 接头区域。在三种不同的疼痛小鼠模型中，用 Cala（100、200、500 µg/kg）预处理可剂量依赖性地抑制福尔马林、醋酸或热诱导的伤害性反应。这些结果表明，Ca1a 是一种针对 VGSC 的新型神经毒素，有可能被开发为一种新型镇痛剂。我们发现其结合位点位于 DIIS3-S4 接头区域，涉及 D816 和 E818 残基。在三种不同的疼痛小鼠模型中，用 Cala（100、200、500 µg/kg）预处理可剂量依赖性地抑制福尔马林、醋酸或热诱导的伤害性反应。这些结果表明，Ca1a 是一种针对 VGSC 的新型神经毒素，有可能被开发为一种新型镇痛剂。我们发现其结合位点位于 DIIS3-S4 接头区域，涉及 D816 和 E818 残基。在三种不同的疼痛小鼠模型中，用 Cala（100、200、500 µg/kg）预处理可剂量依赖性地抑制福尔马林、醋酸或热诱导的伤害性反应。这些结果表明，Ca1a 是一种针对 VGSC 的新型神经毒素，有可能被开发为一种新型镇痛剂。