科學家發現了一個有希望的新線索在也許最不可能的地方進行治療:澳洲「鴨嘴獸」鴨嘴獸的毒液。
鴨嘴獸-和它的同胞一起針鼴– 是世界上唯一的倖存者單孔類,這意味著它們是產卵哺乳動物。但這些動物的與眾不同之處在於,它們已經進化出一種荷爾蒙變體,這種激素可以幫助我們更有效地控制血糖水平。
這種荷爾蒙稱為胰高血糖素樣勝肽–1(GLP-1) 也在人類和其他動物中產生。 GLP-1 在腸道中分泌,刺激胰臟釋放胰島素以降低高血糖值。
由阿德萊德大學和弗林德斯大學領導的澳洲研究人員表示,該系統的唯一問題是人類 GLP-1 通常分解得非常快,幾分鐘內就會在體內降解。
阿德萊德大學
這意味著,對於第 2 型糖尿病患者來說,荷爾蒙觸發的胰島素短暫爆發不足以維持較低的血糖水平,這就是為什麼一些 2 型糖尿病患者最終會對藥物或胰島素產生依賴。
但似乎並非所有 GLP-1 激素都是一樣的——這就是鴨嘴獸毒液的用武之地。
“我們的研究小組發現,單孔類動物——我們標誌性的鴨嘴獸和針鼴——已經進化出激素 GLP-1 的變化,使其能夠抵抗人類通常看到的快速降解,”研究員弗蘭克·格魯茨納說來自阿德萊德大學。
“我們發現 GLP-1 在單孔類動物中通過完全不同的機制降解。”
當鴨嘴獸在腸道中產生 GLP-1 時,它們的生物學原因與人類完全相同——調節血糖。但雄性鴨嘴獸有一種產生荷爾蒙的次級機制──產生毒液的腺體。
在繁殖季節,雄性鴨嘴獸會透過後足的刺產生這種毒液來抵禦性競爭對手。
這種毒液是非常討厭的東西,能夠殺害小動物,並帶給人類難以忍受的痛苦。
但毒液中含有的 GLP-1 變體(在分子層面上與腸道分泌的形式不同)可能會成為糖尿病研究的一大進步。
「不同功能之間的拉鋸戰導致[鴨嘴獸] GLP-1 系統發生了巨大變化,」研究員布里奧尼福布斯說來自弗林德斯大學。
「毒液中的功能很可能引發了單孔類動物中穩定形式的 GLP-1 的進化。令人興奮的是,穩定的 GLP-1 分子非常適合作為 2 型糖尿病的潛在治療方法。”
奇怪的是,雖然針鼴在自己的毒液中也產生穩定的 GLP-1 變體,但這種動物似乎沒有辦法發動攻擊。
針鼴的後足也有刺,但是先前的研究表明這些動物不會將它們用於防禦目的,因為它們在數百萬年前就失去了釋放毒液的能力。
相反,針鼴在繁殖季節產生的毒液似乎不再含有任何實際的有毒成分,無害的乳狀分泌物被用於繁殖過程中的溝通。
不管這個進化之謎如何,研究人員認為,穩定形式的GLP-1 的發現可能會為糖尿病藥物治療開闢新途徑,但他們也承認,在當地藥房找到單孔類動物毒液之前,還有很多工作要做。
“這是一個驚人的例子,說明數百萬年的進化如何塑造分子並優化其功能,”格魯茨納說。
“[A]儘管我們如何將這一發現轉化為治療方法將需要成為未來研究的主題。”
研究結果報告於科學報告。