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该具有保护性的分子是研究人员对达令草地漏斗网蜘蛛（hadronyche infensa）毒液中毒素进行DNA测序时偶然发现的。图片来源：Mark Baker/Reuters 来源 theguardian 撰文 Ian Sample 翻译 陆妍婷 审校 卓思琪 致命毒液怎么可能用来设计药物？别不相信，最近医生们偶然发现了一种蜘蛛毒液，可用于防止脑中风引起损害。
这种毒液来自澳大利亚漏斗网蜘蛛，这玩意儿咬一口就可以在15分钟内杀死一个人。但是在这种蜘蛛的毒液中，科学家发现了一种可以保护脑细胞的无害成分，它可帮助脑细胞免受脑中风引起的损伤，甚至在脑中风发生数小时后仍然有效。
如果该化合物的人体试验结果良好，那么它很有可能成为预防脑中风引起的破坏性神经元丢失的首选药物。
这种具有保护性的分子是研究人员对昆士兰州和新南威尔士州的达令草地漏斗网蜘蛛（hadronyche infensa，澳大利亚漏斗蜘蛛的一种）毒液中毒素的DNA测序时偶然发现的。
科学家在兰花海滩（Orchidbeach，距离布里斯班北部约400公里）诱捕了三只漏斗网蜘蛛，并收集毒液用于进行研究。
被发现的保护性分子被命名为Hi1a。由于看起来像两种已经知道能够保护脑细胞的化学物质结合体，因而被注意到。它“迷人”的外表促使科学家们一探究竟。
昆士兰大学疼痛研究中心的 GlennKing 表示：“它比那两种分子都更有效。”。
当大脑缺血或缺氧时，会发生脑中风。脑中风主要分两大类，大约85%的脑中风是由脑血管阻塞（缺血性脑中风），其余的是由于血管破裂引起的出血（出血性脑中风）。每年约有六百万人死于脑中风，是仅次于在心脏病之后的全球第二大的死亡疾病。
脑中风具有极高的病死率和致残率。当脑中风发生时，大脑中的氧气含量下降。这迫使大脑细胞由有氧呼吸转为无氧呼吸获取能量，而该过程中产生的酸会导致大脑细胞死亡。 澳大利亚博物馆中展出的雄性达令草地漏斗网蜘蛛 图片来源：维基百科 在大鼠身上进行的一系列研究中，King 发现单一的小剂量蜘蛛毒液分子就可以保护神经元不受诱发型脑中风的损伤。该化合物通过阻断细胞中的离子通道而发挥作用，特别是对那些能对大脑中对酸性条件产生作出反应的离子通道，作用尤为明显。
以未接受 Hi1a 的大鼠为对照。脑中风两小时之后，Hi1a 能减少鼠脑 80%的损伤。即使在脑中风八小时之后，使用 Hi1a 后实验组比对照组的脑损伤仍减少了约 65%。
比起对照组，实验组中风后恢复的好得多。“未经治疗的大鼠在脑中风后表现很差，它们的神经和运动表现很糟糕；但用 Hi1a 治疗的大鼠的这些功能几乎都恢复了正常。” King 说道。
研究人员希望在未来两年内开始对 Hi1a 进行人体试验，但此前还有更多的事情要做：测试该分子是否适用于所有的脑中风病例、在脑血管破裂（而非堵塞）时使用是否安全。在最新的研究中是大脑直接给药，但此前科学家发现鼻腔给药同样能够起效。
如果人体试验表明该化合物有效，它可能会改变脑中风的治疗方法。目前市场上没有对抗脑中风造成的伤害的药物。即使是最好的医院，针对血栓引起的脑中风，也只能提供注射溶栓药物，或者进行血管内血栓清除术（外科手术）。
在医生使用抗血栓药物之前，他们必须先确认脑中风是由血块阻塞引起的。如果是出血性脑中风的话，抗血栓药引起的血液稀释会使情况更糟。而 Hi1a 就不存在这种顾虑。
King 说：“这种药物可以在大多数脑中风患者到达医院前的救护车上使用，最大限度地保护神经元。这将降低脑中风的死亡率，还能使脑中风幸存者能保留更多的大脑功能。”
但是，脑中风协会的 KateHolmes 表示，目前还不能确定 Hi1a 是否能在人类身上实现有效治疗。她补充道：“我们欢迎任何有可能减少脑中风损伤的治疗，尤其是那些可以用于急救的措施。至于 Hi1a 是否可以为脑中风患者提供一种新选择，定论还为时尚早。”
Holmes 还呼吁道将脑中风列入急诊：“脑中风病人越早到医院，越早得到正确的治疗，就可获得更高的生存率和治愈率。” 查看更多分领域论文推荐，就到 www.keyanquan.net 也可提取下方二维码
论文基本信息
【题目】Potentneuroprotection after stroke afforded by a double-knot spider-venom peptidethat inhibits acid-sensing ion channel 1a 【作者】Irène R.Chassagnon, Claudia A. McCarthy, Yanni K.-Y. Chin et al. 【刊期】Proceedingsof the National Academy of Sciences 【日期】Mar. 20.2017 【DOI】10.1073/pnas.1614728114 【摘要】Stroke isthe second-leading cause of death worldwide, yet there are no drugs availableto protect the brain from stroke-induced neuronal injury. Acid-sensing ionchannel 1a (ASIC1a) is the primary acid sensor in mammalian brain and a keymediator of acidosis-induced neuronal damage following cerebral ischemia.Genetic ablation and selective pharmacologic inhibition of ASIC1a reducesneuronal death following ischemic stroke in rodents. Here, we demonstrate thatHi1a, a disulfide-rich spider venom peptide, is highly neuroprotective in afocal model of ischemic stroke. Nuclear magnetic resonance structural studiesreveal that Hi1a comprises two homologous inhibitor cystine knot domainsseparated by a short, structurally well-defined linker. In contrast with knownASIC1a inhibitors, Hi1a incompletely inhibits ASIC1a activation in apH-independent and slowly reversible manner. Whole-cell, macropatch, andsingle-channel electrophysiological recordings indicate that Hi1a binds to andstabilizes the closed state of the channel, thereby impeding the transitioninto a conducting state. Intracerebroventricular administration to rats of asingle small dose of Hi1a (2 ng/kg) up to 8 h after stroke induction byocclusion of the middle cerebral artery markedly reduced infarct size, and thiscorrelated with improved neurological and motor function, as well as with preservationof neuronal architecture. Thus, Hi1a is a powerful pharmacological tool forprobing the role of ASIC1a in acid-mediated neuronal injury and variousneurological disorders, and a promising lead for the development oftherapeutics to protect the brain from ischemic injury. 【链接】 |
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