毒液蝸牛解鎖新型糖尿病藥物

芋螺的毒液有助於形成速效胰島素

基諾希塔芋螺。

Jon G. Fuller/VWPics/Alamy Stock Photo

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在收集貝殼時抓住活芋螺可能會被充滿潛在致命且速效的毒液的毒牙狀魚叉刺傷。但是,研究這種物質如何如此有效地劫持關鍵身體系統可能會啟發救命的藥物:芋螺毒液包括胰島素,這是一種幫助細胞代謝血糖的激素,許多糖尿病患者需要定期注射。

芋螺胰島素有一些特別之處,它可以迅速降低獵物的血糖。人類胰島素的作用要慢得多。它傾向於形成團塊,這可以穩定物質以便更容易地在體內儲存,但它必須等到這些團塊溶解後才能起作用。芋螺可以為創造用於更快糖尿病治療的非團聚胰島素提供見解。

在一項發表在《自然化學生物學》上的研究中,哥本哈根大學生物學家海倫娜·薩法維-赫馬米和她的同事探究了基諾希塔芋螺胰島素的獨特解剖結構。研究人員將該分子的獨特區域融入人類胰島素中,創造出一種缺乏人類版本團聚區域的混合物。


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研究人員在 2020 年也使用地理芋螺的胰島素完成了類似的壯舉。然後,他們檢查了其他物種,發現基諾希塔芋螺產生的胰島素以一種前所未有的方式發揮作用。人類胰島素分子的團聚區域對於與細胞受體結合也至關重要,而地理芋螺胰島素中的這個區域被截斷了。方便的是,基諾希塔芋螺胰島素完全沒有這部分。相反,它有一個獨特的細長區域,可以與受體結合,但不會產生團塊。

當薩法維-赫馬米向她在斯坦福大學的合作者丹尼·洪傑·周展示新的蝸牛胰島素時,“他說,‘已經完成了’,”薩法維-赫馬米回憶道,“但當我們檢視時,生物學差異太大了。”他們使用尖端的成像技術清楚地可視化了這種新的混合物如何附著到細胞的胰島素受體並改變其形狀——這是關於先前混合物的未知細節。麥吉爾大學的生物化學家邁克·斯特勞斯說,這些發現可以幫助更好地闡明胰島素的總體工作原理,他沒有參與這項研究。“這為合成胰島素開闢了可能性,”斯特勞斯補充道。

現在,該團隊正在進一步研究該混合物的安全性和穩定性——這是非團聚胰島素設計的挑戰,這種形狀奇特的分子可能會克服這些挑戰。儘管如此,它還有許多測試要透過。“這就是為什麼擁有一個曲目是件好事,”薩法維-赫馬米說。不同的芋螺物種具有不同的毒液混合物,可能包括獨特的胰島素型別和其他有價值的分子。憑藉由數千種物質組成的毒液,如果我們繼續仔細觀察,芋螺可以提供很多東西。

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