北美洲的索諾拉沙漠干旱而又炎熱,對生命來說是一個不友好的地方,但定居在此的吉拉毒蜥似乎并不介意這里惡劣的環(huán)境,而且生活得很是愜意。
吉拉毒蜥是北美唯一一種有毒的蜥蜴,身長一般為38~58厘米,行動緩慢,儲存脂肪的器官是短小精悍的尾巴。它的身體由細(xì)小及不重疊的鱗片覆蓋,底部有皮內(nèi)成骨。體色斑斕呈深色,有黃色、粉紅色、淺紅或黑色的斑紋,在野外常爬到樹上捕食幼鳥或偷吃鳥蛋。
人們通常害怕這種蜥蜴,但它拯救了很多人。其實(shí),醫(yī)學(xué)的進(jìn)步可以來自最奇怪的地方,通過最奇怪的發(fā)明。比如,研究吉拉毒蜥毒液的科學(xué)家們最初只是想弄明白它的唾液中的蛋白質(zhì)是如何制造如此劇烈的疼痛感的,但他們偶然地發(fā)現(xiàn),吉拉毒蜥唾液中一種酶可能有助于治療糖尿病,這一發(fā)現(xiàn)改變了一切。
這個故事始于一位好奇的科學(xué)家,來自美國布朗克斯VA醫(yī)院的內(nèi)分泌學(xué)家約翰·英格。英格一直致力于在不同的動物物種中發(fā)現(xiàn)新的激素。作為一名內(nèi)分泌學(xué)家,英格對可能治療糖尿病的激素特別感興趣。在閱讀了一篇關(guān)于蛇毒和蜥蜴(包括吉拉毒蜥)的毒液會引發(fā)胰腺炎癥的文章后,英格決定對吉拉毒蜥的毒液進(jìn)行更深入的研究。
1992年,英格從吉拉毒蜥的毒液中分離出兩種蛋白質(zhì),并對這些蛋白質(zhì)進(jìn)行鑒定。其中一種名為exendin-4,與一種名為胰高血糖素樣肽1 (GLP-1)的人類蛋白質(zhì)驚人得相似。在人體體循環(huán)中,胰島素會告訴細(xì)胞吸收和利用血液中的葡萄糖,從而降低血糖,而胰高血糖素則相反,它告訴身體將葡萄糖釋放到血液中以提高血糖水平。雖然胰島素對糖尿病的影響最為顯著,但胰高血糖素的調(diào)節(jié)也具有重要作用。這使得吉拉毒蜥成為糖尿病治療的一個有吸引力的候選方法。
英格對吉拉毒蜥的調(diào)查,使美國亞利桑那州立大學(xué)計(jì)算生物學(xué)家梅麗莎·塞勒斯意識到它們的醫(yī)學(xué)意義。她在網(wǎng)上發(fā)起了一場眾籌活動,為吉拉毒蜥的基因組測序。“我們正需要一種蛋白質(zhì)作為藥物,但我們對它的基因一無所知”,她說。
吉拉毒蜥基因組測序的結(jié)果令人喜出望外。通過研究這種蛋白質(zhì),科學(xué)家發(fā)現(xiàn),exendin-4與人類的GLP-1蛋白質(zhì)有52%的相似度。這一發(fā)現(xiàn)對治療糖尿病非常重要,因?yàn)槿梭w通常迅速降解GLP-1,為了保持GLP-1對血糖的調(diào)節(jié)作用,糖尿病患者必須每天注射一次或幾次胰島素。然而,exendin-4則穩(wěn)定得多,只需要隔幾天注射一次,這大大地降低了患者忘記注射藥物的風(fēng)險,繼而減少了他們的痛苦。
經(jīng)過幾年的反復(fù)測試,吉拉毒蜥的毒液最終成功用于規(guī)模性地生產(chǎn)治療糖尿病的藥物。2005年4月,由FDA批準(zhǔn)合成的Exenatide(品牌Byetta)的糖尿病藥物開始正式在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域推廣。Exenatide對于改善糖尿病患者的胰腺胰島素分泌,降低血糖水平有明顯的效果。
然而,這并不是終點(diǎn)。在之后的幾年里,科學(xué)家一直致力于開發(fā)與胰高血糖素相關(guān)的其他藥物。藥物研究的最大障礙之一是找到具有生物活性的分子。在像吉拉毒蜥這樣的動物身上,自然選擇的過程已經(jīng)照顧到了研發(fā)的這一方面,“了解這些蛋白質(zhì)和基因組是發(fā)現(xiàn)效果更好、副作用更少的新藥的關(guān)鍵一步”,科學(xué)家說。
吉拉毒蜥很有可能蘊(yùn)藏著更多的秘密。然而,隨著美國西南部人口的增加,人類越來越多地遷移到吉拉毒蜥賴以為生的家園。而它們的天性是,一旦它們?yōu)樽约和诹艘粋€洞穴,就會在那里度過余生。因此,強(qiáng)行將它們轉(zhuǎn)移到人口較少的地區(qū)幾乎總是致命的。這使得吉拉毒蜥的數(shù)量近年來大幅下降。
此外,除了覓食以外,吉拉毒蜥90%的時間都躲在地下洞穴中。因?yàn)樗鼈兪侨绱松衩兀诙囱ㄖ卸冗^了大量的時間,生態(tài)學(xué)家很難準(zhǔn)確地估計(jì)出吉拉毒蜥的數(shù)量以及它們的基因多樣性。而這種多樣性是衡量種群生態(tài)的一種方式,更多的多樣性意味著更多的生存機(jī)會。科學(xué)家說,如果不盡快采取行動,吉拉毒蜥可能會走向滅絕。
無論是吉拉毒蜥可以拯救糖尿病患者,還是其他動物用藥,比如水蛭唾液有助于分解血塊,雞冠可以分離出骨關(guān)節(jié)炎藥物,這些藥物對于人類都是不可或缺的。為了自然界物種的多樣性,也是為了人類自身的生存,現(xiàn)在該做點(diǎn)什么了。
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