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动物推进研究的惊人方式

健康 89xy 1个月前 (09-29) 28次浏览

我们中的许多人都害怕或厌恶“迷你东”,比如昆虫和蜘蛛。我们经常把这种动物视为害虫,但这些微小的生物可能掌握着更好的健康和治疗的秘密。在这篇聚焦特写中,我们解释了三种“令人毛骨悚然的爬行动物”是如何彻底改变健康研究的。

动物推进研究的惊人方式

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这个聚光灯功能解释了三种动物如何在医学研究中开辟新的途径。

人类一直与动物有着爱恨交加的关系,它们往往以同等的程度吸引和排斥我们。

2017年发表的一项涵盖今日医学新闻的研究发现,人类对爬行动物的恐惧可能会“印”在我们的大脑中,我们甚至在婴儿时期就可能对蜘蛛等生物产生这种不信任。

然而,昆虫、蜘蛛和其他生物也让人类着迷——也许是因为它们与我们非常不同。毕竟,蝴蝶可以用脚来品尝,蜘蛛可以通过腿上的小毛来“听”,被切成两半的虫子可以再生身体的“尾巴”。

数百年来,作家和其他艺术家一直在窥视昆虫世界,对他们在那里发现的东西感到敬畏。

这位18世纪的诗人兼画家威廉·布莱克被微小的生物迷住了,据说他曾经以为自己在梦里看到了一只跳蚤的鬼魂,然后他开始画它。

另一方面,世纪之交的作家弗朗茨·卡夫卡,以写《变形记》而闻名,他建立在许多人在他们心爱的房子里遇到虫子时所经历的厌恶之上。

在这个故事中,主角,格雷格·萨姆萨,一天早上醒来感觉不像自己。他变成了“ungeheures Ungeziefer”,这个词大致从德语翻译过来,意思是“可怕的害虫”——一种令人毛骨悚然的昆虫。

但是最近的研究表明,动物之所以迷人和值得研究,不仅仅是因为它们的“异世界性”或者是因为它们与人类和其他物种的关系。

在临床研究的背景下,这些迷你东方实际上可能有很多东西可以教授和提供。在这个聚光灯专题中,我们将看看三种令人毛骨悚然的爬行动物如何改变健康和医学治疗的面貌。

1.蜘蛛可能会编织新的治疗方法

肠易激综合征(IBS)是指一组共存的胃肠道症状,包括腹泻和腹痛,可严重影响一个人的生活质量。根据2014年公布的数据,大约11%的世界人口患有肠易激综合征。

动物推进研究的惊人方式

在Pinterest上分享蜘蛛毒液可以启动新的疗法,而它的丝可以帮助研究人员设计更好的生物材料。

2016年,澳大利亚阿德莱德大学、马里兰州巴尔的摩市约翰霍普金斯大学和其他合作机构的研究人员发现了IBS相关疼痛治疗的一个新的潜在目标——蜘蛛毒液。

更具体地说,研究小组发现,一种狼蛛产生的毒素——斑点异尾藻
,能够激活一种蛋白质(离子通道),NaV1.1,这种蛋白质存在于发出疼痛信号的肠道神经中。

研究人员认为,这一发现可能会导致对肠易激综合征疼痛的更有针对性的治疗。事实上,在2018年,最初团队的成员发表了一项新的研究报告,他们发现了一种在IBS小鼠模型中阻断疼痛信号的方法。

同样在2018年,澳大利亚昆士兰大学和弗洛里神经科学和精神健康研究所的研究人员专注于蜘蛛毒液中一种肽的治疗特性:Hm1a。

该团队由昆士兰大学的格伦·金教授领导,能够使用Hm1a选择性地激活Dravet综合征(一种严重的癫痫形式)小鼠模型中的NaV1.1。通过这样做,研究人员能够消除用蜘蛛毒液分子治疗的小鼠的癫痫发作。

“蜘蛛通过针对神经系统的毒液化合物杀死猎物,”该研究的合著者史蒂文·彼得罗教授指出。

“数百万年的进化使蜘蛛毒液专门针对某些离子通道,而不会对其他离子通道造成副作用,从蜘蛛毒液中提取的药物保持了这种准确性,”Petrou教授继续说道,他认为他的团队目前的发现可能会导致对Dravet综合征癫痫发作的更有效治疗。

蜘蛛丝的秘密和潜力

但是蜘蛛毒液并不是生物医学研究的唯一焦点。“蜘蛛丝是最坚硬的生物材料,”杰西卡·加伯说,她是马萨诸塞州洛厄尔大学生物科学系的副教授。

“它们比钢铁更坚硬,但重量要轻得多,一些蜘蛛丝可以拉伸到它们长度的三倍而不会断裂,”她继续说道。出于这些原因,嘉宝和他的同事们一直在研究这种极其薄而有弹性的材料,旨在找出是什么赋予蜘蛛丝力量和多功能性。

2018年,嘉宝和他的同事获得了美国国家科学基金会33.5万美元的资助,用于他们对蜘蛛丝的研究。通过解开它的秘密,研究人员希望他们能够提出下一代生物材料的配方。

例如,这些材料可用于改进头盔、防弹衣或其他防护设备,医疗器械,如假肢、绷带和缝合线,甚至运动装备

杰西卡·嘉宝

2.蟑螂:从害虫到药剂

在帮助健康研究方面,这种备受诽谤的蟑螂似乎也很有潜力。去年的报告表明,在中国,有蟑螂养殖场,企业家允许蟑螂在彻底消毒的环境中自由繁殖。

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Cockroach brains may have antibiotic properties.

然而,农场决定了这些可怜动物的命运。当它们成熟时,“蟑螂农民”会把它们磨成糊状,用来治疗肠胃问题。

这种做法源于中国古代的传统,即蟑螂具有治疗作用。但这是真的吗?

根据英国诺丁汉大学的调查人员2010年进行的初步研究,蟑螂和蝗虫的大脑中含有不少于9种分子,能够杀死强效抗生素抗性细菌。调查人员测试了美洲蟑螂以及两种不同种类的蝗虫。

参与这项研究的研究人员之一西蒙·李(Simon Lee)指出:“我们希望这些分子最终能被开发成治疗大肠杆菌
和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌
感染的药物,这些感染对目前的药物越来越具有耐药性。”

“这些新的抗生素可能会为目前可用的药物提供替代品,这些药物可能是有效的,但会产生严重和不良的副作用,”李认为。

蟑螂妈妈能教给我们什么

根据2016年国际晶体学联合会杂志
上的一项研究,蟑螂也可能是我们下一个伟大的蛋白质来源。一种蟑螂,点点双翅目(太平洋甲虫蟑螂),实际上产生一种形式的牛奶来喂养它的活的幼崽。

研究人员发现,这种牛奶在年轻人的肠道中形成蛋白质晶体。这些晶体含有大量的蛋白质,事实上,含量如此之高,以至于该研究的合著者Subramanian Ramaswamy称它们为“一种完整的食物”。

尽管调查人员建议蟑螂奶可以成为新奇蛋白质饮料领域的一部分,但他也承认这一过程将具有挑战性。由于不可能给昆虫挤奶,研究人员必须找到一种人工生产牛奶的方法。

D.俄亥俄州辛辛那提大学的艾米丽·詹宁斯和同事们认为,点点数据也可能成为临床研究某些方面的新的偏好动物模型。

詹宁斯研究了怀孕雌性斑点叉尾鮰的遗传标记,以了解昆虫怀孕期间不同阶段发生的情况。

研究人员希望,新模型可以有更大的应用,蟑螂可以提供比哺乳动物更容易相处的更便宜的动物,比如老鼠。

“在一个相当小的空间里,我们有1000多只蟑螂,与老鼠相比,这是一个庞大的群体。詹宁斯指出:“蟑螂的喂养方式是一大袋狗粮的成本,这种狗粮可以维持数年。”。

3.所有关于黄蜂毒液的谣言

我们中的许多人被黄蜂吓坏了,主要是因为它们看似随机的攻击行为,还因为它们的叮咬会产生过敏反应,从轻度肿胀到全面过敏不等。

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Wasp venom has surprising therapeutic potential against aggressive bacteria and even cancer.

但它们的刺痛也有治疗的潜力——至少根据过去几年进行的一系列临床研究。例如,2015年发表在《毒素》杂志上的一项研究确定了蜜蜂和黄蜂毒液中存在的三种肽,作者认为这三种肽在生物医学中有应用。

这些肽中的一种,乳齿象,存在于黄蜂、纸黄蜂和群居黄蜂的毒液中。它具有抗菌和抗病毒特性,以及其他类型的治疗潜力。

该研究的作者写道:“在临床实践中,单独使用或与其他抗生素联合使用的马斯帕兰可能是对抗多重抗生素耐药性细菌的一种有希望的替代方案。”

然而,研究人员也警告说,这种肽对健康组织有毒,会攻击细菌和周围的细胞。研究作者指出:“因此,需要开发新的策略来减少乳癖的毒副作用,从而提高临床应用的可行性。”

同样是在2015年进行的另一项研究表明,Polybia-MP1——一种存在于社会黄蜂Polybia paulista毒液中的乳齿象——能够抑制膀胱癌和前列腺癌细胞以及耐药白血病细胞的增殖。

这种肽通过在癌细胞膜上戳洞来做到这一点,使它们“泄漏”分子内容。

更令人惊讶的是,加州大学河滨分校的研究——去年发表在《生物化学》杂志上——发现了一种新的蜂毒肽——安普列辛,由安普列克斯扁穗蜂(祖母绿宝石蜂)产生,这可能为帕金森氏症的治疗开辟一条新的途径。

祖母绿宝石黄蜂臭名昭著——它蛰蟑螂,首先麻痹它们,然后“控制”它们的大脑,让蟑螂变得昏昏欲睡,易于操纵。

最终,这使得黄蜂能够将卵插入蟑螂体内,这样当它们孵化时,黄蜂幼虫就可以将卵作为它们的第一个食物来源。

尽管这个过程令人毛骨悚然,但它给了加州大学一个重要的线索——被蛰蟑螂的静止状态类似于帕金森病的一些症状。[/s2/]

由于ampulexins似乎是导致不动的原因,研究人员旨在研究它们,希望这些能让他们找到治疗帕金森病的新细胞靶点。

这个聚光灯功能可能并没有减轻你对小动物的不信任。然而,读完之后,也许下一次你想一看到黄蜂就逃跑或者向蜘蛛扔拖鞋的时候,你会再次思考并考虑到可怜的小中东有一天可能会引领下一个伟大的医学发现。


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