海蜗牛毒液中的神经毒素可以治疗严重疟疾

锥状蜗牛(鸡心螺)被称为毒性最强的生物,一滴毒液就可以杀死20多人。

多年来,科学家一直在研究锥状蜗牛毒刺里奇异的化合物,它们似乎具有强大的药用潜力,甚至可以帮助我们治疗癌症,开发新型止痛药,对抗各种疾病。

现在,已经明确了一个应用方向——疟疾,每年影响数亿人的疾病。

在新的研究中,科学家发现锥状蜗牛的剧毒分子具有抑制严重疟疾的能力,可以遏制恶性疟原虫的活动。恶性疟原虫是引起疟疾的病原。

美国国家标准与技术研究院的生物化学家弗兰克·马利(Frank Marí)说:“在超过850种锥蜗牛中,有数十万种多样的毒液外肽,它们从几百万年的进化历程中脱颖而出,足以捕获猎物、阻止掠食者。”

第一作者,来自佛罗里达大西洋大学(FAU)的阿尔贝托·帕迪拉(Alberto Padilla)对一种锥状蜗牛特别感兴趣,该物种为Conus nux。

研究人员收集了哥斯达黎加太平洋沿岸锥蜗牛的标本,分析了其毒素的构成,在圆锥蜗牛的情况下,这种毒素专门针对细胞表面蛋白的神经毒性肽,有时会造成灾难性的影响。

科学家们认为,蜗牛毒液的神秘机制也可能具有巨大的医学潜力。

FAU生物医学科学家安德鲁·奥莱尼科夫(Andrew Oleinikov)说:“数十年来,作为针对中枢神经系统的分子探针和药物引线,我们对毒素进行了深入研究。”

对于由恶性疟原虫引起的严重感染,要解决的问题是一种粘附——特别是,找到一种方法来防止被感染的血细胞(又名红细胞)的细胞粘附。

研究人员在论文中写道:“恶性疟原虫感染的红细胞(IE)与宿主受体之间的细胞粘附是恶性疟原虫毒力的关键因素。寻找新的途径来预防IE粘附于脉管系统中的受体可以使当前和未来的化学疗法更加有效,并有助于克服恶性疟原虫所表现出的快速耐药性。”

幸运的是,Conus nux是我们的朋友。在测试里,他们确定了毒液可以破坏蛋白质的相互作用,特别是通过抑制被称为PfEMP-1的红细胞膜蛋白,从而阻遏IE细胞的粘附。

尽管到目前为止仅有实验室结果,但研究人员表示,这一发现可能有助于为未来的药物铺平道路,它们可能会用于治疗严重疟疾,以及可能依赖于类似形式的基于蛋白质结合的其他疾病,包括癌症、艾滋病和COVID-19。

作者说:“这些发现通过揭示它们破坏直接导致疾病的蛋白质-蛋白质和蛋白质-多糖相互作用的能力,扩大了芋螺毒素/肽的药理学范围。这一线索可以提供新的途径,探索毒液肽在无数疾病的潜在医疗应用,通过阻断疗法来缓解症状。”

该发现发表在《蛋白质组学杂志》上。

原文:https://www.sciencealert.com/neurotoxins-in-sea-snail-venom-could-lead-to-new-treatments-for-severe-malaria

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