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研究人员已经发现了一种非致命方式蝎毒基因通过触发的排空使用电刺激动物毒液腺。该研究发表在《公共科学图书馆•综合》。
直到现在,研究毒液,毒液腺的蝎子是牺牲所以可以从尾节中提取(鸡尾酒)或尾节切除,均质(图1)。新方法依赖于转录组——一种技术用于研究生物体的RNA转录和转录组。信使rna直接从收集毒液和测序。研究人员认为,该方法可以更广泛地应用于其他有毒的类群。
“多亏了这种技术,我们可以很精确地看到哪些基因活跃在不同时刻毒液生产期间,”这项研究的第一作者说教授Freek Vonk在最近的一次,新闻稿。Vonk和他的同事开发的方法的独特之处在于,它已被直接应用到毒液的毒液腺组织。有两个关键问题的传统方法获取蝎子毒液腺转录组。首先,分析毒液腺只能实现在一个单一的时间点。其次,在尾节是均相的情况下,组织无关的毒液生产也测序,使目标不明确。
根据论文的通讯作者, 阿里van der Meijden 的博士后研究员 CIBIO-InBIO 、葡萄牙、“需要8 - 10天的毒液完全补充,“当使用新方法。在这项研究中,研究小组选择收集毒液在两个,四个,五天,确保中间的腺体会补充的毒液。“我们看到,仅仅两天之后,并不是所有的毒液基因是“打开”。这将是非常有趣的缩小我们的研究到24小时…”van de Meijden补充说。他解释说,为了防止耗尽蝎子他会等待几周再次成为静止的毒液腺:“但多次重复这一过程,所以最终你可以得到的高分辨率图像序列的基因激活后第一个24小时内腺枯竭。”
毒液治疗和诊断的应用
毒液是由复杂的混合物的毒素,通常拥有专门的活动。他们被认为是药物活性化合物的丰富来源,因此得到了越来越多的兴趣近年来科学界。
虽然只有几十个~ 2500种蝎子描述到目前为止被认为是潜在的危险, 地主选手Bittenbinder ,生物学家和毒理学家隶属于哲学的VU阿姆斯特丹,告知188金宝搏备用神经毒素在医学上相关物种的毒液是严重影响的主要原因:“根据种类的蝎子,“危险”蝎子刺痛的症状不同出汗、恶心、呕吐和多涎,而在更严重的情况下,它可能导致心律失常,心脏衰竭,呼吸困难,这在某些情况下甚至会导致死亡。”
因此重要的是要有能力识别的复合毒液区分毒素和负面影响,以确定哪些可能利用治疗。
毒液中“…毒素是一个重要来源寻找新的潜在的药物,如药物来治疗心血管疾病,”范德Meijden说。
毒液是受到各种因素包括性别、喂养状态,食物类型,认为捕食者的压力,等等。Van de Meijden解释了为什么它是重要的详细调查这些因素:“我们现在可以研究这些因素如何改变基因活化在单个个体和毒液成分研究许多新的因素,潜在的影响。这将是伟大的了解哪些因素影响例如危险有毒的神经毒素的生产了解刺季节性变化的风险。因为蝎子毒液可能也是一个丰富的潜在来源生物活性分子,这将是非常有趣的能够优化生产的毒素。”
下面是几个最近的例子的方式scorpion-derived化合物已经被利用。
Scorpion-derived蛋白质提供关节炎药物
库克Sangar等人报道 科学转化医学 他们蝎毒中分离出一种蛋白质,可以迅速积累在关节软骨。研究人员能够蛋白质类固醇称为链接曲安奈德。共轭时,一只老鼠的类风湿性关节炎模型扭转关节炎症的动物。的 研究 证明可以实现药物的靶向关节,防止系统性不良反应。
蝎毒蛋白用于图像肿瘤
帕蒂尔等人报道 神经外科 那一种合成的一种氨基酸化合物中发现蝎子毒液可以作为肿瘤显像剂(名为tozuleristide)结合荧光团。合成化合物是基于chlorotoxin, 神经毒素 发现的毒液Leiurus quinquestriatus蝎子——也被称为deathstalker。研究小组调查了安全和tozuleristide的药物动力学 第一阶段剂量递增 研究包括17个成人参与者疑似神经胶质瘤。
穿梭与蝎毒药物进入大脑
Diaz-Perlas等人报道 化学通讯 肽来源于chlorotoxin发现的毒液中巨大的黄色以色列蝎子有能力跨血脑屏障(BBB)运输毒品。肽被称为MiniCTX3能够运输纳米颗粒在人类BBB的内皮细胞层细胞模型。
基因在幕后:新技术来革新毒液研究。地主选手Bittenbinder从他们的研究中,讨论了主要的发现发表在《公共科学图书馆•综合》。
调查其他有毒的类群
除了蝎子毒液来自几个不同的生物包括 毛毛虫 , 锥形蜗牛 , 蜘蛛 和 黄蜂 目前正在探索世界各地的研究小组。
分泌的毒液可以以各种不同的方式取决于类型的毒液外分泌腺(图2)。一些有机体,包括蛇和蜈蚣,有部分分泌的腺体。由胞外分泌分泌毒液,而不会破坏腺体细胞的完整性。顶浆分泌分泌,另一方面,涉及腺细胞的萌芽。萌芽状态内含有毒液以及其它细胞成分包括RNA转录,蝎子和蜘蛛落入他的类别。第三类型-全浆分泌的腺体毒液在腺体细胞的细胞质中积累而使细胞破裂释放其内容(包括毒液)进入腺腔。锥形蜗牛和一些蜘蛛拥有全浆分泌的腺体。
“毒液的方式生产可能解释了为什么新技术没有蛇,”范德Meijden表示相关的 新闻稿 。的mRNA转录蛇毒很低,使得测序不切实际。
当被问及他们计划去探索这种技术使用其他有毒的生物,范德Meijden回答说:“我的第一个生物感兴趣的将是一个巨大的蜘蛛物种,但在我们国家,这项技术可以应用于许多非常有趣的团体!我相信其他研究人员会接这个和学习他们感兴趣的群体。”
“…现在的技术可以研究的毒液变化大量有毒的动物很少,如果有的话,被研究,如蝎子,鱼甚至鸭嘴兽。”
参考: Vonk FJ, Bittenbinder妈,Kerkkamp HMI,等。非致命的方法研究蝎子毒液腺转录组,审查的潜在合适的分类单元可以应用它。PLOS ONE。2021;16 (11):e0258712。doi: 10.1371 / journal.pone.0258712
阿里van der Meijden和地主选手Bittenbinder跟劳拉·伊丽莎白·兰斯顿管理编辑技术网络。188金宝搏备用
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