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重要观点:治疗受损心脏的庸医偏方

来自蟒蛇血液的药物可能很快就能逆转心力衰竭。

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莱斯利·莱因瓦尔德 (Leslie Leinwand) 在 2006 年宣布她对蟒蛇产生了新的兴趣时,收到了同事们大量的怀疑目光。莱因瓦尔德是科罗拉多大学博尔德分校的分子生物学家,她对心脏病的根源很感兴趣,她注意到这些蛇能够消耗大量的脂肪,但它们的心脏却保持精瘦而强壮。但蛇的生物学与人类生物学大不相同,因此尚不清楚从蟒蛇身上能学到什么经验可以转化。

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六年过去了,她的冒险得到了回报。蟒蛇血液中含有一组分子,可以迅速增大和强化心肌,这为对抗心血管疾病提供了一种新方法——特别是充血性心力衰竭,这是一种影响 570 万美国人的慢性疾病,在这种疾病中,心脏变得过于虚弱,无法有效泵血。

莱因瓦尔德说,理想情况下,每个人都应该拥有像精英运动员那样大而有力的心脏,通过持续的锻炼来保持强壮。相反,许多人的心脏却因错误的原因而增大:肥胖和高血压等因素引入了过大的压力,导致心脏扩张以进行补偿。它变得更大,但效率降低。这可能导致心力衰竭,并增加脂肪堆积和心脏病的风险。

多年来,像莱因瓦尔德这样的研究人员一直在寻找促进良性心脏生长并抵消不良生长的方法。他们选择的实验动物是小鼠和大鼠,它们的生理机能与人类相似。

然后,在 2005 年,莱因瓦尔德阅读了《自然》杂志上的一篇论文,这让她重新考虑了这种方法。文章鼓励她超越常见的实验动物,转而关注缅甸蟒,这些生物的新陈代谢引擎处于超速运转状态。一条 20 英尺长的蟒蛇可以禁食一年,然后消耗相当于自身体重 1.6 倍的猎物,相当于一个普通大小的男人一口吞下一块 300 磅重的牛排。进食几天后,蟒蛇的新陈代谢会提高 40 倍,因为它们会迅速消化肉类并消耗氧气。

对莱因瓦尔德来说,这项壮举中最令人印象深刻的是它们的心的能力——毕竟,身体只能以心脏输送氧气的速度来消耗氧气。为了承担负荷,蟒蛇的心脏会在大餐后的一两天内增大 40%。它们的心肌以惊人的速度生长,细胞中充满了有益的蛋白质和酶。

莱因瓦尔德意识到,蟒蛇的血液中一定有什么东西能在进食大量食物时为心脏提供额外的动力。一种能为人类做同样事情的药丸将极大地有助于治疗甚至预防心力衰竭。(目前的药物,如ACE 抑制剂,可以改善血流,但并不能真正强化心脏。)

这时,莱因瓦尔德是否见过缅甸蟒已经不重要了。她已经找到了她的下一个项目。“我是一个喜欢挑战的人,”她说。

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蛇之心

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2006 年初,莱因瓦尔德从一家爬行动物供应商那里订购了 20 条幼年蟒蛇,并在她楼下的一个空实验室里建立了一个饲养点。在第一个实验中,她从几条蛇身上抽血,喂它们吃了一大块啮齿动物,然后又采集了样本。饭后的血液看起来像是心脏病专家的噩梦。“血液中的脂肪含量如此之高,以至于近乎乳白色,”莱因瓦尔德回忆道。

在人类身上,血液中的脂肪往往会在动脉壁和心脏本身产生脂肪沉积。然而,当莱因瓦尔德检查蛇的心脏时,她却找不到任何堆积的脂肪沉积。她意识到,无论是什么化学物质在强化心脏,它也在阻止脂肪堆积。她仍然不知道蟒蛇是如何做到的,也不知道这个过程是否会在其他动物身上起作用,但她决心找出答案。

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当莱因瓦尔德实验室的博士后塞西莉亚·里奎尔梅 (Cecilia Riquelme) 从刚喂食的蟒蛇身上抽血,并将其应用于培养皿中的大鼠心肌细胞时,这个问题的一部分得到了解决。两天之内,这些细胞就显著生长,并充满了有益的蛋白质和酶。里奎尔梅的简单实验表明,哺乳动物,可能包括人类,可以从蟒蛇的强化心脏的化学机制中获益。

莱因瓦尔德受到鼓舞,要在蟒蛇血液中找到这种机制。这并非易事:血液中含有数千种化合物,任何 2 种或 20 种的组合都可能隐藏着心脏健康的秘密。因此,她分离了喂食前血液样本中的化合物,并观察了喂食后它们的浓度是否会飙升。每当她找到一个候选化合物,她就会将其注射到小鼠体内,希望它们的心脏会生长。

经过两年和数十次的失败尝试,莱因瓦尔德终于找到了强化小鼠心脏的化合物。她也将其应用于未喂食的蟒蛇,并触发了相同的效果,仿佛它们刚吃过一顿大餐。关键的配方是肉豆蔻酸、棕榈酸和棕榈油酸的混合物,所有这些都从莱因瓦尔德在第一个实验中观察到的乳白色血液部分中分离出来。讽刺的是,这三种脂肪化合物是强化心脏的关键,而强化心脏又反过来防止其他脂肪堵塞血管。莱因瓦尔德的研究结果于去年 10 月发表在《科学》杂志上

蟒蛇疗法

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现在,莱因瓦尔德希望观察蟒蛇血液对高风险受试者的影响。在接下来的几个月里,她将培育高血压小鼠,并向它们注射关键的脂肪酸。她希望该试验能表明,一种受蟒蛇启发的药物可以通过逆转损伤和增加心肌来治疗心力衰竭。莱因瓦尔德还在给健康小鼠注射,以观察蟒蛇血液是否能在心力衰竭症状开始之前预防其发生。

尽管人体药物试验还需要几年时间,但莱因瓦尔德已经联合创办了一家公司来资助她的研究。她的同事们希望这项工作能让她忙碌很长时间。“每个人都让我发誓不要再把任何奇异的动物带进实验室,”她说。“他们认为一只就够了。”


奇异医学

蟒蛇并非唯一启发严肃药物研究的奇异动物体液。各种奇特的爬行动物、蛛形纲动物和哺乳动物也有潜力改变它们令人恐惧的声誉,并帮助对抗疾病。

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希拉毒蜥 这些近两英尺长的蜥蜴利用它们有毒的咬伤捕食美国西南部的小动物。但科学家们设法利用了这些毒蜥的毒液,并在 2005 年,基于希拉毒蜥的药物Byetta获批作为 2 型糖尿病的治疗药物。

捕鸟蛛 布法罗大学的科学家在捕鸟蛛的唾液中发现了一种化合物,可以禁用导致某些肌营养不良症患者健康肌肉受损的故障机制。研究人员目前正在筹集资金以启动小规模临床试验。

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吸血蝙蝠

这些食血掠食者的唾液中含有一种抗凝剂,被发现它的研究人员命名为draculin,可以溶解血栓。一种基于该化学物质的新药目前正处于人体试验阶段,它可以为医生争取更多时间来治疗刚刚发生中风的患者。

——玛丽·贝丝·格里格斯 (Mary Beth Griggs)

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