毒液蜗牛解锁新型糖尿病药物

芋螺的毒液有助于形成速效胰岛素

基诺希塔芋螺。

Jon G. Fuller/VWPics/Alamy Stock Photo

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在收集贝壳时抓住活芋螺可能会被充满潜在致命且速效的毒液的毒牙状鱼叉刺伤。但是,研究这种物质如何如此有效地劫持关键身体系统可能会启发救命的药物:芋螺毒液包括胰岛素,这是一种帮助细胞代谢血糖的激素,许多糖尿病患者需要定期注射。

芋螺胰岛素有一些特别之处,它可以迅速降低猎物的血糖。人类胰岛素的作用要慢得多。它倾向于形成团块,这可以稳定物质以便更容易地在体内储存,但它必须等到这些团块溶解后才能起作用。芋螺可以为创造用于更快糖尿病治疗的非团聚胰岛素提供见解。

在一项发表在《自然化学生物学》上的研究中,哥本哈根大学生物学家海伦娜·萨法维-赫马米和她的同事探究了基诺希塔芋螺胰岛素的独特解剖结构。研究人员将该分子的独特区域融入人类胰岛素中,创造出一种缺乏人类版本团聚区域的混合物。


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研究人员在 2020 年也使用地理芋螺的胰岛素完成了类似的壮举。然后,他们检查了其他物种,发现基诺希塔芋螺产生的胰岛素以一种前所未有的方式发挥作用。人类胰岛素分子的团聚区域对于与细胞受体结合也至关重要,而地理芋螺胰岛素中的这个区域被截断了。方便的是,基诺希塔芋螺胰岛素完全没有这部分。相反,它有一个独特的细长区域,可以与受体结合,但不会产生团块。

当萨法维-赫马米向她在斯坦福大学的合作者丹尼·洪杰·周展示新的蜗牛胰岛素时,“他说,‘已经完成了’,”萨法维-赫马米回忆道,“但当我们查看时,生物学差异太大了。”他们使用尖端的成像技术清楚地可视化了这种新的混合物如何附着到细胞的胰岛素受体并改变其形状——这是关于先前混合物的未知细节。麦吉尔大学的生物化学家迈克·斯特劳斯说,这些发现可以帮助更好地阐明胰岛素的总体工作原理,他没有参与这项研究。“这为合成胰岛素开辟了可能性,”斯特劳斯补充道。

现在,该团队正在进一步研究该混合物的安全性和稳定性——这是非团聚胰岛素设计的挑战,这种形状奇特的分子可能会克服这些挑战。尽管如此,它还有许多测试要通过。“这就是为什么拥有一个曲目是件好事,”萨法维-赫马米说。不同的芋螺物种具有不同的毒液混合物,可能包括独特的胰岛素类型和其他有价值的分子。凭借由数千种物质组成的毒液,如果我们继续仔细观察,芋螺可以提供很多东西。

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