地球上最毒的动物之一产生的毒素为科学家提供了治疗某些严重甚至致命的人类疾病的新线索。由犹他大学科学家领导的跨国研究小组发现了一种致命海洋芋螺——地理芋螺(Conusgeographus)产生的毒液中的一种成分，它可以模仿人类的生长抑素(SS)，这是一种调节体内血糖和各种激素水平的肽类激素。地理芋螺产生的毒素具有特定的、持久的类激素作用，可帮助蜗牛捕猎猎物，但这种“武器化”的生长抑素模仿物也可能是改善糖尿病和激素紊乱治疗的关键。

犹他大学斯宾塞·福克斯·埃克尔斯医学院(SFESOM)生物化学副教授海伦娜·萨法维博士解释说：“有毒动物通过进化，对毒液成分进行了微调，以击中猎物中的特定目标并破坏它。如果你从毒液混合物中取出一种单独的成分，并观察它如何破坏正常的生理机能，就会发现这种途径通常与疾病非常相关。”萨法维表示，对于药物化学家来说，“这有点像走捷径。”

萨法维是该团队在《自然通讯》上发表论文的资深作者，该论文题为“捕食鱼类的锥形蜗牛利用武器化的生长抑素和胰岛素类似物破坏猎物的葡萄糖稳态”。该团队在论文中总结道：“发现一种与合成的SS药物类似物非常相似的毒液肽，体现了天然化合物作为人造药物替代品的潜力。”

作者写道，有毒动物已经进化出“多种毒素”来使猎物丧失能力并抵御捕食者，其中许多毒素是基础和生物医学研究中的宝贵工具，并已被开发为药物线索、药物和诊断剂。“……食肉性海洋芋螺提供了大量小分子生物活性肽，称为芋螺肽或芋螺毒素，主要针对猎物的神经和运动系统，”研究小组继续说道。大约1000种芋螺中的每一种都表达了一个独特的库，其中可能包含数百种肽毒素。

犹他大学的研究团队和其他研究人员发现，除了神经毒素外，一些芋螺毒素还会模仿激素，以“劫持”猎物或捕食者体内的重要信号系统。“我们将这些毒素称为替身肽，或简称为替身，”作者表示。

萨法维的团队此前发现，芋螺的毒液中含有一种类似胰岛素的毒素，这种毒素能迅速降低芋螺的血糖水平，使芋螺的猎物失去反应。他们写道：“……我们此前发现，芋螺会分泌专门的胰岛素(con-insulins)，迅速诱发猎物血糖过低，从而削弱其运动能力，促进其捕获猎物。”该团队的研究还表明，芋螺还可能使用武器化的生长抑素来维持毒素胰岛素诱发的危险低血糖。

生长抑素就像是人体许多过程的刹车踏板，防止血糖、各种激素和许多其他重要分子的水平升高到危险的水平。研究人员最新报告的研究发现，芋螺毒素生长抑素的作用类似，但比人类激素更稳定、更特异性，这使其成为药物设计的有希望的蓝图。“总的来说，这些发现提供了一个令人惊叹的化学模仿例子，”他们说。

“我们认为芋螺进化出了这种高度选择性的毒素，与胰岛素样毒素共同作用，将血糖降低到非常低的水平，”SFESOM生物化学博士后研究员、该研究的第一作者HoYanYeung博士说。

该团队在人类细胞和啮齿动物组织中进行的集体实验表明，生长抑素与生长抑素本身一样，与相同的蛋白质靶标之一相互作用。研究发现，虽然生长抑素直接与几种蛋白质相互作用，但生长抑素只与一种蛋白质相互作用。“……我们发现，除了胰岛素之外，致命的鱼类猎手芋螺(Conusgeographus)还使用选择性生长抑素受体2(SSTR2)激动剂来阻止胰岛素对抗激素胰高血糖素的释放，从而加剧猎物中胰岛素诱导的低血糖症，”他们指出。

这种精细的靶向作用意味着芋螺毒素会影响激素水平和血糖水平，但不会影响许多其他分子的水平。事实上，芋螺毒素的靶向作用比旨在调节激素水平的最特异性合成药物(如现有的调节生长激素的药物)更精确。这些药物为体内生长激素分泌过多的人提供了一种重要的治疗方法。

Consomatin比顶级合成药物更具特异性，而且由于含有一种罕见的氨基酸，使其难以分解，它在体内的持续时间也比人类激素长得多。这一特性对于寻找制造具有长期疗效的药物的方法的药物研究人员来说非常有用。

通过研究致命毒液来寻找更好的药物似乎不合常理，但萨法维解释说，毒素的致命性往往得益于对受害者体内特定分子的精准定位。这种精准定位在治疗疾病时非常有用。

生长抑素与生长抑素有着相同的进化谱系，但经过数百万年的进化，芋螺将其激素变成了一种武器。芋螺毒液的多个部分都针对血糖调节，这一事实暗示，该毒液可能包括许多其他针对正常血糖的分子。作者写道：“未来对这些潜在肽的鉴定可能会提供新的药物线索，并增强我们对指导血糖控制的复杂生理机制的理解。”

“这意味着毒液中可能不仅有胰岛素和生长抑素样毒素，”杨补充道。“还可能存在其他具有血糖调节特性的毒素。”这些毒素可用于设计更好的糖尿病药物。

蜗牛在药物设计方面的表现能超越人类最优秀的化学家，这似乎令人惊讶，但萨法维指出，芋螺的进化时间站在它们这一边。“几百年来，我们一直在尝试进行药物化学和药物开发，有时做得很糟糕，”她说。“芋螺有很多时间来做得很好。”或者，正如杨所说，“芋螺真的是优秀的化学家。”

版权说明：本站所有作品图文均由用户自行上传分享，仅供网友学习交流。若您的权利被侵害，请联系我们

标签：