胰岛素是糖尿病治疗的激素,但有种生物却以胰岛素毒液进行狩猎
胰岛素是我们身体里唯一降低血糖的蛋白质激素,同时也担负起了,促进糖原、脂肪、蛋白质合成的重要功能。
而且,1型糖尿病患者,由于自身胰岛β细胞功能受损,胰岛素分泌绝对不足,在发病时就需要胰岛素治疗,而且需终生胰岛素替代治疗以维持生命和生活。可以说胰岛素是非常重要的一种关乎新陈代谢的激素。
但没想到的是,有一种生物居然将胰岛素作为武器使用,演变出了独一无二的狩猎方式。
胰岛素狩猎者
有两种锥蜗牛已经把胰岛素变成了水下武器。当这些蜗牛接近它们的猎物时,它们会释放胰岛素毒素,胰岛素会瞬间涌入猎物的鳃或者口器,进入它们的血液。很快,这些猎物便动弹不得,任凭摆布。
这两种锥蜗牛分别是地斑锥蜗牛和郁金香锥蜗牛,它们有着一张大嘴,能确保胰岛素毒素的释放和捕捉猎物。
锥蜗牛家族能释放100多种复杂的毒素,使猎物瘫痪。过去,研究人员曾利用锥蜗牛的毒液来开发药物,比如止痛药ziconotide,这种药物的药效是吗啡的1000倍,其设计目的是模仿大锥蜗牛产生的毒素。
但能使用胰岛素进行狩猎的,只有地斑锥蜗牛和郁金香锥蜗牛。
这是第一批被发现使用胰岛素毒液的动物。更重要的是,它们研制的胰岛素毒液似乎会根据猎物的不同而改变,使其成为对付不同猎物的有效工具。
“对症下药”
胰岛素有助于防止血糖水平过低或过高。人在胰腺中制造胰岛素,而软体动物在神经内分泌细胞(如神经细胞)中制造胰岛素。
神奇的是,这两种锥蜗牛在它们的神经内分泌细胞中产生了正常的软体动物胰岛素,而在毒腺中产生了武器化的胰岛素。
研究人员曾用该胰岛素进行试验。当研究人员将锥蜗牛制造的胰岛素注射到斑马鱼(锥蜗牛的猎物)体内时,尽管斑马鱼在开始实验时血糖水平很高,但斑马鱼在不到一分钟的时间内就变得傻愣愣的。当研究人员将该胰岛素注射到锥蜗牛的另一个主食-蠕虫的体内时,效果却没那么明显。不对啊!没理由进化出一种只对单一种群有效的毒素吧?
原来,受不同饮食习惯的影响,锥蜗牛对胰岛素毒液的改装各不相同。例如,一些吃蠕虫的锥蜗牛会产生类似蠕虫胰岛素的胰岛素。它们会特化自己的胰岛素武器库,发展出模仿猎物的胰岛素结构的毒素,以此达到更好的效果。
经过数百万年的发展,锥蜗牛形成了一种善于模仿猎物的胰岛素化学结构的毒液,将其转化为一种极具选择性的武器。
研究价值
锥蜗牛的成功对人类研究药物开发技术有巨大的参考价值。很多药物都有副作用,副作用是基于非选择性。如果人类能研究透彻锥蜗牛的“武器搭配技巧”,使药物更具选择性,也许,人类可以制造出更好的药物。
在锥蜗牛体内发现的鱼状胰岛素也是有史以来结构最短的胰岛素,这可能反映了它在降低猎物血糖水平方面的流线型作用。研究该胰岛素的功能和结构可能有助于研究人员开发治疗糖尿病的新药物。
参考资料文献:
1-国家药典委员会.中华人民共和国药典:2010年版:第一增补本[M].北京:中国医药科技出版社,2010.