动物毒液里的现代医学“宠儿”

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  现如今,许多人往往倾向于将野生动物视作某些人类疾病的源头,但若是回顾医学史,我们会发现人类一直在借助动物为自己的健康谋福祉。
  4万年前的尼安德特人使用杨树树皮作为止痛药,植物就此进入古人类的药箱;另一方面,动物的药用历史也相当漫长。

  如今,在基因组学、蛋白质组学和转录组学等帮助下,科学家彻底革新了寻找动物体内的药用潜力分子的方式。
  比顿说道:“现在我们能在一个月内筛选数百种化合物。这放到15年前是不可能的——你必须一个一个地查看它们,可能需要花费10年时间。”
  研究人员已无须再费力地榨取蛇和蝎子的毒液然后分析它们,而是可以通过简单挖掘数据库进而找到具备特定性质的肽。
  许多动物源性的药物现已被摆上药品柜:一种取自吉拉毒蜥唾液的药物可用于治疗Ⅱ型糖尿病,一种从蜗牛毒液里提取得到的药物是对付慢性疼痛的好手,以侏儒响尾蛇的毒液为模板人工合成的一种新药能预防心脏病发作……
  上述这些动物源性药物几乎全都源于毒液——地球上最复杂的化学混合物之一。很多人可能觉得毒液是只有少数物种拥有的稀世毒药,但实际上目前已知有22万种动物(占全部动物物种的15%)能制造出它们。
  这些毒物复杂精细到了极致,其中许多更是进化了数亿年,具有极好的效力、稳定性、反应速度,以及最为关键的精准靶向特定分子目标的能力。

从动物毒素中提炼出的奇药


  毒液衍生药物领域最具前景的一个方向是预防中风导致的永久性脑损伤。
  中风是全球第二大死亡原因,每年造成 600万人死亡,500万人患上永久性残疾,而现阶段我们还找不出什么有效方法来治疗或预防中风引起的脑损伤。
  澳大利亚昆士兰大学的生物化学家格伦·金长期致力神经系统疾病研究。根据金的说法,神经系统疾病的根源在于神经细胞离子通道产生了缺陷,离子通道贯穿细胞膜,控制带电荷离子(如钠离子)出入细胞进而产生神经冲动,离子通道的缺陷可能是由通道结构或数量异常引起的,而毒液的主要打击目标恰好就是离子通道。
  金从蝎子、蜘蛛、猎蝽和蜈蚣等700多种无脊椎动物活体内提取了毒液样本。相比脊椎动物的毒素,这些取自昆虫的肽有着更漫长的进化历史,可能是4亿年甚至更久,自然具备更强的精确靶向能力。

  历经数百万年进化的毒液能精确、快速且有力地靶向神经系统,这是保证它们解除猎物或敌人活动能力的化学基础。而人类实际上只要理解并巧用它们,便有望实现以毒止痛。用疼痛研究专家伊琳娜·维特的话说:“大自然已经为我们完成了所有困难的化学反应,我们只需要尝试更好地理解它。来自毒液的肽可能具备令人惊讶、不寻常和极其有用的特性,例如来自蜗牛毒液的Ziconitide相比阿片类止痛药,不会导致戒断症状。”
  此外,毒液还有望给自身免疫性疾病的治疗提供新途径。目前动物源性多肽已在治疗包括多发性硬化症、狼疮和糖尿病等80种自身免疫性疾病方面展现非凡潜力。
  现在,科学家正深入探索利用动物肽对抗新冠病毒的可能性。美国蛋白质科学家扎卡里·克鲁克正在数据库里寻找能与病毒表面的刺突蛋白结合的肽,以阻断病毒附着人体细胞上的ACE-2受体的过程。
  来源:《世界科学》

  (责任编辑:嵇刊)
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