圖片來源：Pixabay

撰文 | 安娜 · 羅杰斯（Anna Rogers）

翻譯 | 趙歡

如果在搜集海貝時不小心抓到一只活著的雞心螺（cone snail），就可能會被它們射出的一支 " 飛鏢 " 刺中，這支 " 飛鏢 " 像毒牙一樣，充滿了具有致命危險且發作迅速的毒液。研究這種物質如何如此高效地劫持人體關鍵系統，或許對 " 救命藥 " 的研發有所幫助。這是因為雞心螺的毒液中含有胰島素，而胰島素能夠促進細胞中的血糖代謝，許多糖尿病患者都需要定期注射胰島素來調節血糖。

雞心螺胰島素的特殊之處在于，它能夠快速降低獵物的血糖。相比之下，人體分泌的胰島素起效就要慢得多；而且，為了保持結構穩定，胰島素分子往往會形成團塊，以便更容易儲存在體內。不過，只有在解開這些團塊后，胰島素才能發揮作用。雞心螺為開發不凝集成團塊的胰島素提供了思路，從而使相關藥物能夠在治療糖尿病時快速起效。

在一項發表于《自然 · 化學生物學》（Nature Chemical Biology）雜志的研究中，丹麥哥本哈根大學的生物學家海倫娜 · 薩法維 - 赫馬米（Helena Safavi- Hemami）和同事深入探究了木下芋螺（Kinoshita's cone snail）胰島素分子的獨特結構。隨后，研究人員將這個獨特的區域插入人體胰島素分子的結構中，從而創造出一種復合體，它不再擁有可以凝集成團塊的區域。

在 2020 年，研究人員利用地紋芋螺（geographer cone snail）做過類似的研究。他們還檢驗了其他雞心螺物種，發現木下芋螺所產生的胰島素能夠以一種前所未見的方式發揮作用。人體胰島素分子中可以凝集成團塊的區域，也是與細胞受體結合的關鍵區域。不過，對于地紋芋螺胰島素分子而言，這個區域被截短了。值得一提的是，木下芋螺胰島素分子直接完全 " 刪除 " 了這個區域。相應的，它有一個獨特的細長區域，能夠與受體結合，同時不形成團塊。

當薩法維 - 赫馬米將新合成出的復合胰島素拿給周宏杰（Hung-Chieh Chou）看時，" 他告訴我這已經被研究過了。" 薩法維 - 赫馬米回憶道。周宏杰來自美國斯坦福大學，是薩法維 - 赫馬米的合作者。" 但是，當我們仔細研究后，卻發現它具有如此不同的生物機制。" 他們采用尖端的成像技術，清晰地觀察到這個新的復合體是如何與細胞上的胰島素受體結合，然后改變形狀的，而這是之前關于復合胰島素的研究所未揭示的細節。加拿大麥吉爾大學的生物化學家邁克 · 斯特勞斯（Mike Strauss，未參與這項研究）表示，這些研究發現有助于更好地闡釋胰島素的作用原理。斯特勞斯補充道：" 這也為人工合成胰島素提供了新的可能方式。"

現在，這支研究團隊正在進一步探究這種復合胰島素的安全性和穩定性，這也是設計非凝集型胰島素所面臨的挑戰，而這種具有獨特結構的復合分子或許能夠克服這些挑戰。不過，它仍需要通過許多測試。薩法維 - 赫馬米表示：" 這就體現了擁有一個‘名錄’的益處。" 因為不同雞心螺物種產生的毒液成分各不相同，而且，其中可能包含獨特類型的胰島素，以及其他有用的分子。雞心螺的毒液由數千種物質組成，因此，只要我們繼續仔細研究，就有可能從中獲取更多的發現。