圖片來(lái)源：Pixabay

撰文 | 安娜 · 羅杰斯（Anna Rogers）

翻譯 | 趙歡

如果在搜集海貝時(shí)不小心抓到一只活著的雞心螺（cone snail），就可能會(huì)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(xiǎn)且發(fā)作迅速的毒液。研究這種物質(zhì)如何如此高效地劫持人體關(guān)鍵系統(tǒng)，或許對(duì) " 救命藥 " 的研發(fā)有所幫助。這是因?yàn)?strong>雞心螺的毒液中含有胰島素，而胰島素能夠促進(jìn)細(xì)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(lái)調(diào)節(jié)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定，胰島素分子往往會(huì)形成團(tuán)塊，以便更容易儲(chǔ)存在體內(nèi)。不過(guò)，只有在解開這些團(tuán)塊后，胰島素才能發(fā)揮作用。雞心螺為開發(fā)不凝集成團(tuán)塊的胰島素提供了思路，從而使相關(guān)藥物能夠在治療糖尿病時(shí)快速起效。

在一項(xiàng)發(fā)表于《自然 · 化學(xué)生物學(xué)》（Nature Chemical Biology）雜志的研究中，丹麥哥本哈根大學(xué)的生物學(xué)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(dú)特結(jié)構(gòu)。隨后，研究人員將這個(gè)獨(dú)特的區(qū)域插入人體胰島素分子的結(jié)構(gòu)中，從而創(chuàng)造出一種復(fù)合體，它不再擁有可以凝集成團(tuán)塊的區(qū)域。

在 2020 年，研究人員利用地紋芋螺（geographer cone snail）做過(guò)類似的研究。他們還檢驗(yàn)了其他雞心螺物種，發(fā)現(xiàn)木下芋螺所產(chǎn)生的胰島素能夠以一種前所未見的方式發(fā)揮作用。人體胰島素分子中可以凝集成團(tuán)塊的區(qū)域，也是與細(xì)胞受體結(jié)合的關(guān)鍵區(qū)域。不過(guò)，對(duì)于地紋芋螺胰島素分子而言，這個(gè)區(qū)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(gè)區(qū)域。相應(yīng)的，它有一個(gè)獨(dú)特的細(xì)長(zhǎng)區(qū)域，能夠與受體結(jié)合，同時(shí)不形成團(tuán)塊。

當(dāng)薩法維 - 赫馬米將新合成出的復(fù)合胰島素拿給周宏杰（Hung-Chieh Chou）看時(shí)，" 他告訴我這已經(jīng)被研究過(guò)了。" 薩法維 - 赫馬米回憶道。周宏杰來(lái)自美國(guó)斯坦福大學(xué)，是薩法維 - 赫馬米的合作者。" 但是，當(dāng)我們仔細(xì)研究后，卻發(fā)現(xiàn)它具有如此不同的生物機(jī)制。" 他們采用尖端的成像技術(shù)，清晰地觀察到這個(gè)新的復(fù)合體是如何與細(xì)胞上的胰島素受體結(jié)合，然后改變形狀的，而這是之前關(guān)于復(fù)合胰島素的研究所未揭示的細(xì)節(jié)。加拿大麥吉爾大學(xué)的生物化學(xué)家邁克 · 斯特勞斯（Mike Strauss，未參與這項(xiàng)研究）表示，這些研究發(fā)現(xiàn)有助于更好地闡釋胰島素的作用原理。斯特勞斯補(bǔ)充道：" 這也為人工合成胰島素提供了新的可能方式。"

現(xiàn)在，這支研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)一步探究這種復(fù)合胰島素的安全性和穩(wěn)定性，這也是設(shè)計(jì)非凝集型胰島素所面臨的挑戰(zhàn)，而這種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的復(fù)合分子或許能夠克服這些挑戰(zhàn)。不過(guò)，它仍需要通過(guò)許多測(cè)試。薩法維 - 赫馬米表示：" 這就體現(xiàn)了擁有一個(gè)‘名錄’的益處。" 因?yàn)椴煌u心螺物種產(chǎn)生的毒液成分各不相同，而且，其中可能包含獨(dú)特類型的胰島素，以及其他有用的分子。雞心螺的毒液由數(shù)千種物質(zhì)組成，因此，只要我們繼續(xù)仔細(xì)研究，就有可能從中獲取更多的發(fā)現(xiàn)。