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← 毒液的力量——以及它如何在某一天挽救你的生命

毒液可以致命,也可以救命。 在这个有趣的演讲中,海洋化学生物学家曼德·霍尔福德(Mandë Holford)分享了她对动物毒液的研究,从杀手海螺到鸭嘴兽和慢虱子,并探讨了这些有毒生物在某一天治疗人类疾病(如癌症)的潜力。 霍尔福德说,这种强大物质背后的作用机制仍然是未知的,但是:“总有一天,海螺毒素会挽救你的生命。”

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Showing Revision 11 created 11/02/2020 by Yolanda Zhang.

  1. 海螺如何捕捞一条鱼?
  2. 我的意思是,
    它很像蜗牛,所以它很慢,
  3. 鱼的速度却很快。
  4. 但是呢,这件事发生了。
  5. 鸡心螺藏在沙的下面。

  6. 你看见的橙色东西像一个舌头,
  7. 我们称它为长鼻。
  8. 用来跟踪和制服
    这条毫无防备的鱼。
  9. 在这种捕食者与猎物的互动中,
  10. 这些软体动物显然不如
    你花园里的各种田螺那般和善,
  11. 它们可是大海里的刺客,
  12. 它们选择的武器是毒液。
  13. 就像毒蛇和蝎子体内的毒液,
  14. 这些海螺也用毒液
    制服鱼类、蠕虫
  15. 和其他海螺。
  16. 这些蜗牛的毒液

  17. 不只是单一成分的物质,
  18. 实际上是一种有毒分子的混合物,
  19. 由一颗叫做“齿舌”的伪齿
    携带并释放。
  20. 你可以把齿舌
    想成皮下注射针头。
  21. 不过不用担心,
  22. 这些海螺正在练习
    良好的注射习惯,
  23. 因为每一个齿舌只能用一次。
  24. 基于你对有毒生物的认知,

  25. 还有刚刚播放的
    那段令人不寒而栗的杀鱼视频,
  26. 你可能会认为毒液
    是危险的,有害无利。
  27. 是,也不是。
  28. 一种更准确的理解毒液的方式
  29. 是把它同时看作
    超级坏蛋和超级英雄。
  30. 在我的实验室中,我们研究了
    这些海螺毒液作为一种有益的力量,

  31. 是如何进化的。
  32. 听起来有点夸张,
  33. 甚至可能做成蛇油,
  34. 但实际上,
  35. 虽然有涉及到蛇,
    该产品本身是合法的。
  36. 基于毒液的产品
    如此成功的原因之一,
  37. 是因为它把一个物理战争,
    变成了生物战。
  38. 通常,捕食者和被捕食者之间的
    相互作用是一种蛮力,
  39. 而毒液将其带入了分子层面。
  40. 而且重要的并不是
    生物体本身的尺寸,
  41. 而是毒液混合物的成分。
  42. 在你的武器库中
    毒素的化学成分,
  43. 就是你制胜强敌的秘诀。
  44. 在我们的研究领域中,
    弱势的一方显然就是海螺。
  45. 毒液如此成功的另一个特点,

  46. 就是其效用精度堪比瑞士军刀。
  47. 这些毒素
  48. 会攻击协助生物体
    发挥功能的关键组织。
  49. 因此,它们的作用目标
    是血液、大脑和膜质。
  50. 不管是海螺毒素还是蛇毒,
  51. 其中都含有
  52. 可以使你的血液凝结的成分,
  53. 我们称之为“血液毒性”。
  54. 或者它们会导致你大脑中的
    神经元无法正常工作,
  55. 我们称之为“神经毒性”。
  56. 或者它们含有的毒素会在
    你的细胞膜上戳出小孔,
  57. 导致它们破裂,
    基本上是爆开了,
  58. 这是我们所谓的“细胞毒性”。
  59. 细胞爆炸了!
  60. 没有什么比这种特性
  61. 更强大的了。
  62. 现在,我想谈谈我自己的经历,

  63. 以及为什么我如此痴迷毒液。
  64. 我在纽约市长大,
  65. 经常“被迫前往”
    自然历史博物馆参观。
  66. 我说“被迫前往”,
  67. 是因为我们家有五个孩子,
  68. 我父母用参观博物馆
    作为一种育儿方式。
  69. 他们有两条规则:
  70. 不要让任何人走丢,
  71. 在下午 5 点半博物馆关门的时候,
  72. 在非洲大象那里和爸爸妈妈会合。
  73. 那些在博物馆大厅里
    无拘无束的日子
  74. 充满了冒险和探索。
  75. 那也是我研究毒液时的感受。
  76. 这是一次科学冒险。
  77. 我们正在大胆探索
    这种连接自然与人类的物质。
  78. 我沉迷于毒液的另一个原因

  79. 是因为它的双重特性。
  80. 当你把毒液库的成分注射到
    一个有机体中,
  81. 它可以杀死,
    也可以治愈这个有机体。
  82. 在分子水平,
    可能会有几种不同的结果。
  83. 你可以看到,鱼瘫痪了。
  84. 之所以会发生这种情况,
    是因为毒液中的毒素
  85. 攻击了鱼的细胞之间的交流,
  86. 让它丧失了游开的能力。
  87. 还有其他我想
    用毒液攻击的东西吗?

  88. 当然。
  89. 其中之一就是癌症。
  90. 癌症肿瘤也是由细胞构成的。
  91. 就像所有细胞一样,
  92. 肿瘤细胞也会在彼此之间
    以及与周围的环境沟通。
  93. 所以我们想要找到
  94. 能够扰乱肿瘤细胞通讯的毒液成分。
  95. 就像毒液扰乱了
    鱼体内的细胞交流,
  96. 因此鱼不会游走一样。
  97. 在我的实验室里,我们把癌症
    当作一种通道病来研究。

  98. 基本上,这就意味着
    我们正在寻找毒液成分,
  99. 它会定位肿瘤细胞中过表达的通道,
  100. 而不是正常细胞。
  101. 现在我们的研究最关注的是
  102. 肝癌。
  103. 那是因为自 1980 年代以来,
  104. 肝癌死亡率增加了一倍,
  105. 成为了美国的一个新的威胁。
  106. 在对宫颈癌、神经母细胞瘤、

  107. 前列腺癌和肝癌细胞的筛查中,
  108. 我们发现了一种
    来自特瑞布里蜗牛的化合物,
  109. 它似乎可以攻击,
  110. 且只攻击肝癌细胞,
    而非其他被测试的细胞。
  111. 然后,当我们使用这种化合物,
    并将其注射到
  112. 表达肝癌细胞的小鼠模型中,
  113. 它显著地抑制了肿瘤的生长。
  114. 我们尚无法确定其背后的原因,
  115. 仍在调查其背后的作用机理,
  116. 以及我们如何可以
    让这种化合物更有效,
  117. 所以目前,我们还无法
  118. 在药房直接买到一只杀手海螺,
    并用于肝癌治疗。
  119. 现在还不行。
  120. 那么我们目前的推测是,

  121. 这种化合物阻断了
    一个特定的通道,
  122. 阻止了一种特定化学物质的传递,
  123. 这种化学物质促成了
    下游信号的传递,
  124. 使得肿瘤能够繁殖
    并引导血液进入自身体内。
  125. 我们通过研究毒液的成分
  126. 来寻找治疗人类疾病和失调的方法,
  127. 这并不是什么新鲜事,
  128. 而是我们所谓的
    “天然产物药物发现”,
  129. 几个世纪以前
    就已经出现在了
  130. 在世界各地的文化中。
  131. 毒液不仅为我们提供了
    神奇的新型化合物,
  132. 也为我们提供了
  133. 治疗人类疾病和生理失调的
    新思考方式。
  134. 我想举三个例子。
  135. 首先,当然是杀手海螺。

  136. 市场上第一种
    从这些海螺身上提取的药物
  137. 叫做 ziconotide,
    或齐考诺肽(Prialt),
  138. 用以治疗艾滋病
    和癌症患者的慢性疼痛。
  139. 齐考诺肽是一种非成瘾的疼痛疗法。
  140. 想到我们现在是如何治疗疼痛的,
    就不得不想到三个神奇的词。
  141. 我们目前的治疗手段
    是以高成瘾性为代价的。
  142. 想想吗啡,
  143. 或任何你喜欢的阿片类药物。
  144. 而海螺向我们展示了
  145. 一种治疗疼痛而不会导致
  146. 严重上瘾的方法。
  147. 下一个例子,
    是来自巴西的响尾蛇。

  148. 从这些蛇中,我们得到了
    一种称为卡托普利(captopril)的化合物,
  149. 可用于治疗高血压,
  150. 同时也是一种突破性药物。
  151. 但不仅如此,
  152. 因为还它推进了
    一套药物的研发,
  153. 也就是所谓的 “ACE 抑制剂”,
  154. 这是治疗高血压和心力衰竭
  155. 最常见的(处方)。
  156. 最后一个例子来自
    毒蜥(Gila monster)。

  157. 从这些生物体的生态学研究,
  158. 和将其与有效的药物发现
    相结合的角度来说,
  159. 这是一个非常令人兴奋的例子,
  160. 毒蜥是暴食者。
  161. 所以当它们大快朵颐时,
  162. 会释放能够导致血糖降低的毒液。
  163. 那么你认为我们从毒蜥那里
    找到了什么药物?
  164. 一种用来降低
    糖尿病患者血糖的化合物。
  165. 这些就是三个令人惊叹的例子,

  166. 但还只是冰山一角。
  167. 还有更多毒液有待研究。
  168. 实际上,我们认为
    地球上 15% 的动物
  169. 都是有毒的。
  170. 而且我认为只是
    一个保守的估计,
  171. 鉴于我们尚未触及到
    地球上的所有动物。
  172. 但是大自然似乎已经
    找到了她喜欢的东西,
  173. 并且不断地重复,
  174. 于是就诞生了
    我们周围的大量动物,
  175. 以及整个生命之树。
  176. 所以,无论我们谈论的是
    我的最爱——杀手海螺、

  177. 水母、
  178. 蝴蝶和飞蛾的幼虫,
  179. 还是鸭嘴兽或懒猴,
  180. 无论是在海上、陆地还是空中,
  181. 你一定会遇到有毒的生物。
  182. 还记得我刚才说过,
  183. 毒液可以同时是
    超级英雄和超级坏蛋,
  184. 而你当时对此还表示怀疑吗?
  185. 再想想看?
  186. 我们正趁着失去地球上
    绝大多数动物之前,

  187. 进行一场搜集
    所有这些毒液的竞赛。
  188. 这是一个环环相扣的过程。
  189. 没有动物,就没有治疗方法。
  190. 而没有这些动物
    赖以生存的生态系统,
  191. 也就没有这些动物。
  192. 所以对我和海螺来说,
  193. 这就意味着我们必须拯救海洋。
  194. 而且因为有毒物种无处不在,
  195. 我们就必须拯救整个星球。
  196. 所以即使不为了自己,
  197. 也要为了这些有毒生物
    而保护地球。
  198. 谁知道呢,
  199. 也许某一天,海螺毒素
    就可以挽救你的生命。
  200. 谢谢。