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干细胞可能提供治疗蛇毒咬伤的关键

干细胞可能提供治疗蛇毒咬伤的关键

生物学 细胞学 PDF文档翻译
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2020-11-17 19:11:29




每年,世界各地的人们都遭受约1.8-270万蛇毒咬伤。由于无法获得可用的治疗方法或健康保险,许多此类伤害得不到治疗,导致10万多人死亡,约是永久性残疾的三倍。需要新的疗法来治疗蛇咬伤,这是被忽视的公共卫生问题。一种新的治疗蛇毒咬伤的治疗工具可能来自不太可能的来源-干细胞研究。

 

在非洲,亚洲和拉丁美洲,约有250种蛇毒被蛇毒咬伤的患病率最高。蛇毒由多种天然毒素,酶,蛋白质和肽组成,它们共同起作用,迅速引起组织损伤或死亡。确切的毒液成分极其多样且取决于物种,因此对每种蛇都具有高度特异性。蛇咬伤可致死或导致终身慢性健康问题,例如神经毒性和神经相关性麻痹,肾脏过度出血后不可逆的肾脏损害或肢体截肢。


抗蛇毒素是通过人工挤蛇来收获蛇毒的方法.png


当前大多数的治疗旨在中和毒液,例如抗蛇毒子。通常,抗蛇毒素是通过人工挤蛇来收获蛇毒的方法(参见图1),并将小剂量的毒液注入供体动物(如马)中以引发免疫反应和产生抗体。然后将这些抗蛇毒抗体注射到蛇咬受害者中,在其中它们选择性地识别并结合蛇蛇毒的结构成分,从而中和毒素。 

以这种方式制作抗蛇毒液非常耗时,难以扩大规模,并且必须针对每种蛇毒蛇单独进行。根据世界卫生组织的资料,在过去的20年中,许多抗蛇毒毒素生产商已经停止生产,从而导致供应减少和价格急剧上涨。不幸的是,缺乏有效的替代治疗方法。



使用干细胞对抗蛇咬伤

 

最近,科学家转向干细胞来解决这个问题。研究人员可以使用干细胞来生长称为器官的三维微型器官,该器官可以维持特定器官或组织的基本特征。科学家们第一次尝试从蛇干细胞中提取类器官,以观察它们是否可以在实验室中生长出产生毒液的微型器官。研究人员解剖了9种蛇的毒腺,并成功地从蛇唾液腺中发现的干细胞中生长出类器官(见右图2)。

来自毒蜘蛛的蛇毒腺类器官.png

图2:来自毒蜘蛛的蛇毒腺类器官。图片来源:拉维安·范因文(Ravian van Ineveld),荷兰马克西玛公主小儿肿瘤中心。


令人惊讶的是,这些类器官包含的细胞可以分泌功能活跃的毒液,这种毒液会对实验室的神经元和肌肉细胞产生特定种类的作用。此外,类器官来源的毒液的成分与直接从蛇中提取的毒液相似。现在,科学家们希望为所有与医学有关的有毒蛇建立一个蛇体类生物体的生物库或储存库,以创造无限量的毒液。

自发表最初的研究论文以来,Jens Puschhof说,该组织已经将类器官库扩大到包括更多种类的毒蛇。他补充说,使用类器官的毒液代替挤奶蛇可以帮助生产更安全,更可靠的产品,因为个别蛇的毒液成分存在差异。下一步包括在实验室而不是在马匹中使用毒类类器官来纯化有毒成分并制造抗体,以更有效地制造解毒剂并增强全球通行能力。 

 

蛇毒能治疗肿瘤吗?

 

蛇毒类器官生物库可能会为其他疾病提供治疗。美国食品药品监督管理局(FDA)先前已批准从蛇毒中提取药物,用于治疗急性脑梗塞,急性冠状动脉综合征和预防手术中的出血。

令人惊讶的是,早期研究表明,蛇毒中的肽可能具有抗肿瘤作用。蛇毒称为整合素,如Contortrostatin的部件从蛇铜头蝮contortrix,能抑制在人转移性皮肤癌的实验室模型的血管形成和癌细胞的粘附性。其他研究表明,在毒液中发现的有效肽可能会干扰血管的形成,从而减少乳腺癌小鼠模型中营养物质向肿瘤的传递。毒液生物库的可用性将使科学家能够进一步研究蛇毒成分,以查看是否存在生物医学创新的机会。


每五分钟有50人被蛇咬伤,在这场默默的医疗危机中,有一个人会死。新颖的干细胞研究已使科学家能够在培养皿中成功生长出产生微毒的类器官,可将其用于开发可及且负担得起的抗蛇毒血清疗法。开发蛇毒腺类有机体的这项科学创新有可能使全世界的人们免于致命的蛇咬和其他疾病。

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来源:isscr   

 


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