2024年11月08日 星期五
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穿山甲背的真是一个“小药箱”

鳞片中富含抗菌免疫化合物,专家正开发替代品

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    作为唯一一种全身覆盖鳞片的哺乳动物,穿山甲凭借一身漂亮的鳞片,让自己成为了动物界中的“奇特成员”。人们通常认为,其鳞片仅仅是保护自身免受外界伤害的盔甲。然而,温州肯恩大学教授朱绍和团队的最新研究却刷新了这一传统观念。

    研究团队发现,穿山甲鳞片的结构并非人们想象的那样简单,其结构甚至可以使鳞片像过滤器一样捕获微生物,防止它们伤害机体。更重要的是,穿山甲鳞片还富含具有免疫应答功能的活性成分,很多成分还具有抗菌和抗炎的特性。这意味着穿山甲的鳞片就像一个随身携带的“小药箱”。

    先天“缺陷”却能存活至今

    此次发现起源于朱绍和长久以来的一个疑惑。

    朱绍和在穿山甲的研究和保护领域已经工作了十几年。这期间,他发现穿山甲身上有一个很神奇的现象。

    “干细扰素ε (Interferon ep-silon) 基因专在皮肤上皮细胞及内部黏膜保护组织中表达,是胎盘哺乳动物抵抗病原体的首道防线,有效阻止病原体穿透表皮进入体内。”朱绍和说,自然界原体众多,但很难穿透表皮进入体内,关键在于干扰素ε基因能在病原体入侵时时迅速激活免疫系统,实现有效防御。

    “曾有人用小鼠做过实验,当干扰素ε基因被敲除后,小鼠更容易被外界细菌和病毒感染,并出现了明显的表皮损伤病变。”朱绍和说。

    然而,在与国际团队共同领导穿山甲基因组项目时,朱绍和团队却意外发现,穿山甲体内的干扰素ε功能基因缺失,这意味着当病原体侵入其皮肤时,它们可能很难激活先天性免疫反应。

    既然如此,穿山甲家族究竟是如何在满是细菌与病毒的自然界繁衍至今的呢?

    鉴于其皮肤免疫力相对较弱,但它们却拥有细密的鳞片。这不禁让朱绍和猜想,是否正是这些鳞片补偿了皮肤免疫力的不足?

    崭新的防御机制

    最终的研究结果证明了朱绍和的猜测。

    “我们发现,穿山甲鳞片的结构比之前我们认为的要复杂得多。借助这些结构,鳞片能够像过滤器一样捕获微生物,防止它们伤害机体。”朱绍和说,更令他们兴奋的是,他们首次在穿山甲鳞片中发现了大量的分泌囊泡 (外泌体)、活性成分 (如溶菌素等) 以及细菌DNA。

    长期以来,人们普遍认为穿山甲鳞片由“死细胞”构成,主要由角蛋白组成,类似于人类的头发或指甲。然而,一个关键问题始终未解:穿山甲鳞片中的活性化合物,特别是抗菌蛋白究竟源自何处?

    科学家们进一步发现,这些活性化合物很可能来源于穿山甲鳞片周边的活跃细胞,包括免疫细胞。这些细胞能够释放出一种叫做外泌体的小囊泡,就像一个个小小的“药囊”,装载着各种药物成分如抗菌和抗炎物质,当它们进入鳞片内部后,会释放出这些活性化合物,从而显著提升穿山甲的防御能力。

    朱绍和表示,这些发现不仅为我们深入探索穿山甲鳞片的生理特征提供了新方向,还预示着这些活性成分未来可能被用于开发穿山甲中药材替代物、新药或仿生材料,为人类健康做出贡献。

    用开发保护穿山甲

    长期以来,由于非法贸易、栖息地遭破坏等原因,世界各地穿山甲种群数量锐减。特别是在传统中医中,穿山甲被认为具有珍贵的药用价值,因而遭到长期偷猎和捕杀。

    然而,当自己的研究成果进一步证明了穿山甲鳞片的药用价值时,会不会在某种程度上将穿山甲至于更危险的境地?

    对于这个问题,朱绍和认为穿山甲之所以被大肆捕杀,其根本原因并不在于相关的保护力度不够,而在于人们对其包括药用价值在内的各种需求长期存在,并难以通过其他方式加以满足,所谓“有需求才有杀害”。

    “因此,若我们能通过穿山甲鳞片的研究发现潜在的替代品,以减少对穿山甲的需求,可能可以在根本上瓦解买卖市场,起到釜底抽薪的作用。”他表示,目前的研究证明,穿山甲鳞片中具有抗菌和增强免疫力的化合物,都可以在实验室中通过人工合成。

    截至目前,朱绍和团队已成功合成一系列与穿山甲抗菌、抗炎和免疫相关的化合物天然等同的药物候选物。目前,他们正积极寻求行业合作伙伴,以对这些先导化合物进行开发试验,开发穿山甲这一珍稀濒危中药材的替代品及功能性产品,并将其推向市场。

    来源:《中国科学报》