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蛇油治疗心脏受损

已有 5229 次阅读 2012-6-12 15:31 |个人分类:新科技|系统分类:博客资讯| 脂肪酸, 心脏病治疗, 蟒蛇

      

 

       201265,《发现》(Discovery)杂志网站刊登了Anthony King撰写的一篇文章,文中提到采用蛇油来治疗心脏受损的好主意。其实就是采用一些来自巨蟒血液药物,有可能很快就会使心脏衰竭出现逆转。 

       2006年,当美国科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado at Boulder)生物尖端科学研究所(BioFrontiers InstituteLeslie Leinwand宣布她自己对于蟒蛇痴迷的新发现之时,她的合作者就对她持有怀疑的态度。但是Leslie Leinwand并没有因为他人怀疑而放弃自己的追求。她作为一名分子生物学家,对于心脏病的根源很感兴趣。她指出,蛇能消耗大量的脂肪,但是它们却能使心脏保持健壮。尽管蛇体生物学完全不同于人体生物学,加之对蟒蛇转换的任何信息并不清楚,但是在过去六年中,她孤注一掷,潜心研究巨蟒血液中含有的3种分子,应用于心脏受损治疗,迅速扩大和加强心脏肌肉,提出了抗击心血管疾病的一种新方法,特别是充血性心力衰竭的治疗。

     美国大约有570万人患有慢性充血性心力衰竭疾病,由于心跳太弱,难以有效地将血液泵出。Leslie Leinwand认为,理想情况下,每个人都可以通过不断练习,拥有一颗像精英运动员那样大而肌肉发达的心脏。但是,实际情况并非如此,许多人由于不良因素的影响,使心脏出现肥大。这些不良因素包括肥胖和高血压,肥胖和高血压会使心脏在工作过程中受到更多的压力。可能导致心脏出现肥大,但其工作效率下降了。随着脂肪堆积,心脏病的患病风险增加,最终有可能导致心脏衰竭。

    多年以来,很多像Leslie Leinwand一样的研究人员,一直在寻找促进良好类型的心脏增长和受损修复的有效方法。他们选择与人类生理学类似的实验室动物如小鼠和大鼠来不断进行研究。

      2005Leslie Leinwand看到了在《自然》(Nature)杂志发表的一篇论文,从中得到启发,这使她重新考虑自己的研究方法。这篇文章鼓励她超越普通实验室动物的传统思维模式,取而代之的是缅甸蟒蛇,因为缅甸蟒蛇新陈代谢引擎在高速运行。一条20英尺长的缅甸蟒蛇仅仅需要一年时间,然后它可以捕猎是自己体重1.6倍的食物,相当于一个普通男人一次吞下一只300重的牛排。在食后的几天之内,蟒蛇的代谢会增加40,使食物迅速消化,而且使氧气消耗殆尽。

    对于Leslie Leinwand而言,最令人敬佩的功绩就是蟒蛇的心脏能力,吞食之后的心脏保持膨胀,为了承担荷载,蟒蛇的心脏会在进食后一两天内增大40%。心脏飞速增加,而且其细胞充满有益的蛋白质和酶类。Leslie Leinwand意识到当蟒蛇饱餐一顿之后,为了消化食物一定在他们的血液注入的额外动力,并传递到心脏。对于人体而言,一粒药丸可以起到同样的功效,将大大有利于防止心脏衰竭。当前的药物如ACE抑制剂就是促进血液流动,但实际上并不强化心脏。在这一点上, Leslie Leinwand虽然从未见过缅甸巨蟒,但是没有关系,她找到了她的下一个项目就是研究蟒蛇,她说她自己是一个喜欢挑战的人。

    在2006年初,Leslie Leinwand从爬行动物供应商处订购了20条小蟒蛇,建立一个养殖基地,养殖场在她楼下的一个空实验室。第一个实验,她从一对蟒蛇身上抽取血液,添加到一种大啮齿动物饲料中进行喂养。食用添加蟒蛇血的大啮齿动物的血液看起来就像一个心脏病专家最可怕的噩梦。据Leslie Leinwand回忆,血液变得充满了几乎是乳白色的脂肪。在人体中, 血液中的脂肪往往会在动脉壁产生脂肪沉积,而且在心脏本身也可能产生脂肪沉积。然而,Leslie Leinwand检查蟒蛇的心脏时,她找不到任何积累脂肪沉积的迹象。她意识到蟒蛇血液无论是在强化心脏也是在防止脂肪沉积方面均有积极作用。她还不清楚蟒蛇自身的作用机理,是否蟒蛇的作用过程也会在其他动物身上发生,但她决定要找出其中的奥秘,探个究竟。

      部分的问题已经被Leslie Leinwand实验室的博士后Cecilia Riquelme解决了,从实验室饲养的蟒蛇身上抽取血液,将其应用于活鼠心脏细胞。两天内的该细胞都显著增强,而且都被有用的蛋白质和酶充满。Cecilia Riquelme的简单实验指出,哺乳动物或许包括人类,也可能从巨蟒心脏扩张的化学机理中受益。Leslie Leinwand是大胆的识别和研究巨蟒血液作用机理的分子生物学家。这项研究可不是一件容易的事:血液中包含着成千上万种化合物,其中的任何2种化合物或20种化合物的组合,都可能对于心脏健康是一个谜团。所以她在添加喂养之前,必须首先分离出单个的化合物,注意观察食用之后,摄入浓度对心脏扩张的影响。每当她发现一种候选者时,都会将其注射到老鼠体内,希望其心脏会有所增大。

    经过两年和成堆的死亡之后, Leslie Leinwand终于发现一种强化老鼠心脏的化合物。她也在无法得到食物的蟒蛇身上进行了实验,实验结果发现引发了同样的效果,类似于蟒蛇享用了一次大餐。关键食谱是一种由肉豆蔻酸(myristic acid、棕榈酸(palmitic acid)和棕榈烯酸(palmitoleic acid)组成的混合物,它们都是从乳白色的蟒蛇血中分离出来的,也就是在她第一次实验中观察到的。具有讽刺意味的是,强化心脏的关键是3种脂肪酸的协同作用,反过来阻止可能导致阻塞的其他脂肪。Leslie Leinwand等人的研究成果,201110月已经在《科学》(Science)杂志发表,贾玉华的编译附于文末,以便参考

        Leslie Leinwand等人目前在研究巨蟒血液对实验对象的风险性,在未来的几个月里,她将培育高血压小鼠,对其注射关键的脂肪酸。她希望实验结果能够最终呈现出一种授权的可以治疗心脏病的蟒蛇药丸,使心肌损伤能够得到修复和治疗。Leslie Leinwand也将其注射到健康的老鼠体内,看看蟒蛇血是否在心脏衰竭症状初期具有可以预防之功效。尽管应用于人体的药物试验还需要几年时间,但是Leslie Leinwand已经与他人合作创办了一家公司,她的同事希望这项工作能够让她独占鳌头。

 

缅甸巨蟒餐后心脏容量增大的秘密

 

    缅甸巨蟒是一种身躯粗壮的巨型爬行动物,胃口巨大但进食频率不高,能够长达一年不必进食。研究发现,在饱食之后,缅甸巨蟒的心脏容量惊人地增加了40%,体内血液脂肪酸的含量也急剧升高。

    究竟是什么原因导致了蟒蛇的心脏扩大,是心肌发生了细胞分裂?还是因为心肌细胞的体积在增大?为探索出其中的真实原因,美国科罗拉多大学的分子生物学家Leslie Leinwand带领团队对缅甸巨蟒在餐前和餐后的心脏变化进行了研究。

    随着研究的不断深入,引起巨蟒饱食后心脏增大的可能原因被逐步排除,比如某种天然蛋白质。最终,怀疑对象只剩下了脂肪酸。研究发现,餐后蟒蛇的心脏扩大伴随着脂肪酸的运输、氧化和激活以及超氧化物歧化酶(superoxide dismutaseSOD)的活性在心脏中更多表达。生物学家们随后对巨蟒进食后血液中激增的特有脂类进行了鉴定,发现有三种脂肪酸是其中的主要成分,包括肉豆蔻酸(myristic acid)、棕榈酸(palmitic acid)和棕榈油酸(palmitoleic acid)。Leinwand等把这三种脂肪酸注射到蟒蛇和小鼠的心脏细胞中,发现可以促进心脏细胞的增长,而这种增长会让心脏更加强健。

    这个结果证实:蟒蛇的心脏在用餐之后并没有发生细胞分裂,而是心肌细胞在扩大,这才是引起心脏扩大的真正原因。目前,Leinwand的研究团队正对患有心脏病的老鼠进行这三种脂肪酸的给药测评,察看这些脂类是否会遏止、减缓甚至逆转小鼠的病情。下一个步骤是探究这种混合物质是如何发挥功能的,希望能够加以调整,以供人类使用。如果将此研究结果成功应用到人身上,无疑会为心脏病患者的康复带来新的希望。(编译:贾玉华)

参考文献:《Science2011334:528-531.



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