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2022年1月06日最新消息:CRISPR基因组编辑揭示致命毒液线索

更新时间:2024-08-27 11:31:54

导读 2022年01月06日查尔斯帕金斯中心的一组疼痛研究人员研究了地球上最有毒的生物,以了解毒液是如何起作用的以及疼痛的原因。悉尼大学的研究人...

2022年01月06日查尔斯帕金斯中心的一组疼痛研究人员研究了地球上最有毒的生物,以了解毒液是如何起作用的以及疼痛的原因。

悉尼大学的研究人员发现了一种解毒剂,可以治疗澳大利亚箱形水母造成的致命刺痛,这是地球上最毒的生物。

澳大利亚盒装水母(Chironex fleckeri)大约有60根触角,长度可达3米。每条触手都有数百万个充满毒液的微小钩子。

每盒水母的毒液足以杀死60多人。

一个人身上的刺伤会导致皮肤坏死,让人痛苦不堪;如果毒液的剂量足够大,几分钟内就会导致心脏骤停甚至死亡。

查尔斯帕金斯中心的副教授格雷格尼利和劳蒙德德(man-tat)以及他们的疼痛研究团队正在研究盒装水母毒液被发现时是如何工作的。

他们发现了一种药物,如果在接触后15分钟内将其涂在皮肤上,可以阻止箱形水母的刺痛症状。

解毒剂对人体外的人体细胞起作用,然后在活老鼠身上进行有效测试。现在,研究人员希望为人类开发一个本地应用程序。

“我们正在研究毒液的工作原理,试图更好地理解它是如何引起疼痛的。使用新的CRISPR基因组编辑技术,我们可以快速确定这种毒液是如何杀死人类细胞的。幸运的是,已经有一种药物可以在毒液杀死细胞的方式中发挥作用。当我们试图用这种药物作为小鼠的毒液解毒剂时,我们发现它可以防止与水母ST相关的组织疤痕和疼痛,”李副教授说。“这真的很令人兴奋。”

这项研究发表在著名的期刊《自然通讯》上,该期刊使用CRISPR全基因组编辑来确定毒液是如何工作的。基因组编辑是一种技术,允许科学家添加、删除或改变生物体脱氧核糖核酸中的遗传物质。

在这项研究中,研究人员取出一桶数百万人的细胞,敲除了每一个人的基因。然后他们添加了盒装水母毒液——这种毒液可以杀死高剂量的细胞——并寻找活细胞。通过全基因组筛选,研究人员确定了毒液发挥作用所需的人为因素。

“我们在这项研究中确定的水母毒液途径需要胆固醇,由于有许多针对胆固醇的药物,我们可以尝试阻断这一途径,以了解它如何影响毒液活性。我们服用了一种我们知道对人类安全的药物,并将其用作毒液,效果很好。”论文的主要作者刘博士说。“这是一种分子解毒剂。”

刘医生说:“这是对这种毒液如何工作的第一次分子解剖学研究,可能有任何一种毒液是如何工作的。”“我没有看到任何关于其他毒液的研究。”

该论文的资深作者李妮副教授说:“我们知道,这种药在皮肤上使用后,会完全消除坏死、皮肤疤痕形成和疼痛。”“我们不知道它是否能阻止心脏病发作。这将需要更多的研究,我们正在申请资金继续这项工作。”

大野兽

盒装水母存在于澳大利亚北部沿海地区,从昆士兰到西澳大利亚再到菲律宾周边海域,非常危险。它们不仅能漂浮,还能主动游泳。捕猎时,它们可以达到每小时7.5公里的速度。它们以浅水为食,主要是小鱼和小虾。

盒装水母有两种,一种是微小的伊鲁坎吉水母,另一种是长约三米的Chironex fleckeri水母。李副教授说:“我们研究了最大、最毒、最可怕的病毒。”“我们的药对大型动物有效。我们不知道它是否能在其他水母身上发挥作用,但我们知道它能在最致命的水母身上发挥作用。”

这项研究中使用的毒液是由詹姆斯库克大学副教授杰米西摩从凯恩斯附近的盒装水母中收集的。

坊间证据显示,目前治疗刺痛的唯一方法是用醋浸泡患处30秒钟,或者在患处喷洒非常烫的水20分钟。如果疼,需要持续的心肺复苏来保持心脏跳动。

李副教授说:“我们的解毒剂是一种可以阻止毒液的药物。”“你需要在15分钟内把它放到网站上。在我们的研究中,我们注射了它。但计划是喷洒或局部应用。关于面霜的争论是,当你被蛰的时候,会在里面留下很多小刺,所以如果你把它擦在面霜上,可能会把更多的毒液挤入体内。然而,如果你喷洒它,它可以中和残留在体内的东西。”

尼利副教授和他的团队现在正在寻找潜在的合作伙伴来公开这种药物。

进一步研究

尼利副教授在功能基因组学领域工作,在查尔斯帕金斯中心研究慢性疼痛。他领导悉尼大学的悉尼基因组编辑项目。他们正在研究一系列致命的澳大利亚生物——盒装水母和各种其他有毒动物——以了解疼痛的原因。

根据疼痛澳大利亚的数据,2018年,疼痛和慢性疼痛给澳大利亚经济造成了1390亿澳元的损失,到2050年将达到2150亿澳元。

尼利副教授说:“我们的大部分工作是为人类开发非成瘾性止痛药。”“我们这样做的一个方法是,利用新的CRISPR技术,找出澳大利亚生物产生的痛觉毒液。这很酷。”

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