悉尼大学研究发现廉价血液稀释药物可作蛇毒解毒剂

   日期:2024-07-18     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:188    评论:0    
核心提示:许多眼镜蛇都有破坏组织的毒液,目前的抗蛇毒血清无法治疗。Neely教授已经发现,廉价、易得的血液稀释药物可以作为这些毒液的解毒剂。眼镜蛇毒液是如何杀死细胞的他们发现,各种眼镜蛇毒液需要特定的酶来杀死人体细胞。

许多眼镜蛇的毒液会损伤组织,目前的抗蛇毒无法治愈。蛇毒基因组学博士生 Tian Du 和悉尼大学功能基因组学系的 Greg Neely 教授发现,一种廉价、易得的血液稀释药物可以作为这些毒液的解毒剂。

他们利用基因编辑技术进一步了解了这些毒液如何攻击我们的细胞,并发现一种名为肝素的常见药物可以保护组织免受毒液侵害。他们的研究成果今天发表在《科学转化医学》杂志上。

蛇咬伤是一个严重的问题

蛇毒由多种不同的化合物组成。一般来说,它们攻击的是心脏、神经系统或皮肤和肌肉等暴露的组织。

可以理解的是,许多蛇咬伤研究都集中在最致命的毒液上。因此,致命性较低但仍可导致长期问题的毒液(如眼镜蛇毒液)受到的关注较少。

在眼镜蛇栖息的地区,严重的蛇咬伤可能会造成截肢等严重后果,导致改变一生的伤害和失去生计。世界卫生组织已将蛇咬伤列为“A 类”被忽视的热带疾病,并希望到 2030 年将蛇咬伤的负担减半。

目前治疗蛇咬伤的唯一方法是抗蛇毒血清,其制备方法是将非人类动物暴露于少量毒液并收集它们产生的抗体。

抗蛇毒素可以挽救生命,但也有一些缺点。每一种抗蛇毒素都只针对一种或几种蛇,价格昂贵(如果有的话),还需要冷藏,并且必须在医院注射。

而且,抗蛇毒血清不能防止局部组织损伤,主要是因为构成抗蛇毒血清的抗体太大,无法到达周围组织,例如四肢。

眼镜蛇毒液如何杀死细胞

格雷格·尼利教授的团队——来自澳大利亚悉尼大学、英国利物浦热带医学院和哥斯达黎加克洛多米罗皮卡多研究所——着手寻找治疗蛇咬伤的其他方法。

首先,研究人员想要了解这些毒液是如何起作用的。他们从非洲和南亚的眼镜蛇开始研究。

研究人员从导致组织损伤的非洲“喷毒”眼镜蛇中提取了毒液,并进行了所谓的全基因组筛选。

研究人员还提取了大量的人类细胞,并利用基因编辑技术,即使用一种特殊的酶来去除或改变细胞 DNA 的特定部分,使每个细胞中整个人类基因组的不同基因失效。

然后他们将所有细胞暴露在眼镜蛇毒液中,看看哪些细胞存活,哪些细胞死亡。

存活下来的细胞一定缺乏毒液伤害我们所需的一切特征,因此研究人员可以快速确定这些特征是什么。

他们发现,各种眼镜蛇毒液都需要特定的酶来杀死人体细胞。这些酶负责制造称为肝素和硫酸肝素的长糖分子。

硫酸肝素存在于人类和动物细胞表面。当我们的免疫系统对威胁作出反应时,硫酸肝素就会从细胞中释放出来。

这些分子的重要性是显而易见的。蛇毒随着它们的目标而进化,肝素和类肝素在进化过程中几乎没有变化。因此,毒液劫持了动物生理学中常见的某种机制来造成伤害。

肝素诱饵如何减少组织损伤

事实上,肝素作为血液稀释药物已有近100年的历史。

研究人员在人类细胞上测试了这种药物,看看向人体系统注入游离肝素是否能充当毒液的诱饵。令人惊讶的是,这种方法奏效了,即使在毒液释放后将肝素添加到细胞中,毒液也不再导致细胞死亡。

他们还测试了肝素对远亲亚洲眼镜蛇毒液的保护作用,这种毒液具有相同的保护作用。他们还发现,注射一种名为替扎肝素的小分子合成肝素可以减少被人工“蛇咬”的小鼠的组织损伤。

为了弄清肝素如何阻断毒液,他们将毒液分离成主要成分。研究人员发现,肝素可以抑制“细胞毒性三指毒素”,这是造成组织损伤的主要原因。到目前为止,还没有已知的药物可以对抗这些毒素。

下一步将测试肝素对人体的影响。

更便宜、更容易获得的蛇咬伤治疗

研究人员的目标是研制一种蛇咬治疗设备,其中含有一种肝素类药物,即所谓的肝素类似物,类似于有严重过敏反应风险的人经常携带的肾上腺素注射剂。这些设备可以分发给有被眼镜蛇咬伤高风险的人。

肝素已经是用于预防血栓的廉价基本药物。美国食品和药物管理局已批准肝素用于人体自我给药,这可以缩短药物上市的漫长过程。

肝素类药物在室温下也很稳定,这意味着它们在偏远地区更容易获得,并且可以更快地在现场运送。

其他研究也证明了重新利用药物治疗蛇咬伤的有效性。这些药物组合可能预示着蛇毒治疗的新时代,不再仅仅依赖昂贵的抗蛇毒血清。

“我们实验室以前曾使用筛选法研究过箱形水母的毒液,目前我们正在研究离家较近的其他毒液,从蓝瓶蛇到黑蛇。我们的筛选技术使我们能够发现大量有关毒液的信息。”

虽然还处于早期阶段,但他们发现许多毒液依靠重叠靶标附着在我们的细胞上。这项研究有助于实现更崇高的目标,即研制出通用且作用广泛的毒液解毒剂。

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