研究发现，海蜗牛使用胰岛素作为毒液，使猎物迅速失去防御能力

对于人类来说，胰岛素是机体内唯一能降低血糖的蛋白质激素，但对于一些海洋食肉动物来说，胰岛素却是它们的武器。科学家们发现，一些靠吃鱼为生的海蜗牛——木下芋螺，它们的毒液能迅速降低猎物的血糖，使其迅速瘫痪和失去防御能力。

这一引人注目的现象激发了犹他大学（UU）健康、斯坦福大学和哥本哈根大学的科学家们为深陷糖尿病困扰的人们创造更好的可注射胰岛素。

在《自然化学生物学》（Nature Chemical Biology）杂志上，该科学团队报道了一种新的胰岛素，其设计基于海洋蜗牛木下芋螺的毒液。通过引入生化特性，使蜗牛的胰岛素能够快速开始工作，他们创造了一种改良的人类胰岛素，希望能让人更好、更直接地控制血糖。

“总是有这样一种想法，如果一个人能设计出一种非常快速的胰岛素类似物，可以更好地控制血糖水平，”哥本哈根大学的生物学家海伦娜·萨法维博士（Helena Safavi）说。她与生物化学家克里斯托弗·希尔博士（Christopher Hill）合作进行了这项研究。

这种新分子是治疗发展的一个有希望的候选者。更广泛地说，它揭示了一种意想不到的生化策略，可以将人类胰岛素转化为一种快速作用的化合物。

正常情况下，人体胰岛素会在胰腺中产生和储存，直到需要它来控制血糖和能量水平。为了便于有效储存，胰岛素的单个分子聚集在一起，首先连接成成对或二聚体，然后连接成六个一组的胰岛素簇。但对于依赖胰岛素注射的人来说，这种分子配对的倾向是一个障碍。因为在他们的体内，胰岛素簇聚集的分子离解，胰岛素才能从注射部位进入血液。这会造成延迟，使糖尿病患者难以将血糖保持在最佳范围内，从而增加并发症的风险。

在犹他大学巴尔多梅罗·奥利维拉教授的实验室里，萨法维博士首次在一个名叫木下芋螺的物种中发现了有毒的胰岛素，这引起了研究团队的注意，因为这种胰岛素没有形成这些集群。

萨法维博士说：“木下芋螺不需要储存胰岛素，它想要的是能迅速使鱼麻痹的东西。当我们研究胰岛素时，我们发现它不是以六种胰岛素分子的形式结合在一起的，它只是一种作用于鱼类猎物的胰岛素。”

实际上，一些人造胰岛素形成的胰岛素簇比天然胰岛素簇少，已可供患者使用。希尔解释说，这些治疗性胰岛素确实比人类胰岛素更容易分离。“但蜗牛的表现甚至比这更好，”他说。“蜗牛特别擅长将平衡转变为单体形式。”

此前的一个研究中，一个团队通过将木下芋螺的胰岛素的一些关键分子特征整合到人类胰岛素中，实现了向单体形式的相同转变。然后萨法维发现，木下芋螺并不是唯一一种制造胰岛素的锥螺。

大约150种锥螺以鱼为食，每种锥螺都会制造自己复杂的毒素混合物来制服猎物。通过对锥螺毒液的大量收集，萨法维发现了几种含有胰岛素样分子的毒液。令人惊讶的是，其中一种有毒胰岛素的结构与木下芋螺生产的胰岛素完全不同，尽管它也具有快速作用和无簇的特性。“这真是太神奇了，因为他们使用非常不同的方法来激活胰岛素受体，”研究人员说。

一旦研究小组认识到木下芋螺独特的生化策略，研究人员就利用这一知识开发了一种新的混合胰岛素。这种新的分子保持了与人类胰岛素受体结合的能力，但不会形成簇，就像最初由木下芋螺激发的胰岛素一样。在这一点上，两种杂交胰岛素分子，每一种都基于两种锥螺中的一种的毒液，作为潜在的治疗手段具有相似的前景。

来源：寰宇科技新观察