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作为独一一种全身笼盖鳞片的哺乳动物,穿山甲凭仗一身标致的鳞片,让本身成了动物界中的“奇异成员”。人们凡是认为,其鳞片仅仅是庇护本身免受外界危险的盔甲。但是,温州肯恩年夜学传授朱绍和团队的最新研究却刷新了这一传统不雅念。
研究团队发现,穿山甲鳞片的布局并不是人们想象的那样简单,其布局乃至可使鳞片像过滤器一样捕捉微生物,避免它们危险机体。更主要的是,穿山甲鳞片还富含具有免疫应对功能的活性成份,良多成份还具有抗菌和抗炎的特征。这意味着穿山甲的鳞片就像一个随身携带的‘小药箱’。
这项研究功效不久前在国际知名期刊BMC Biology 上颁发,引发了普遍存眷。
身体布满鳞片的穿山甲 图片来历:Julian Chong?
先天“缺点”却能存活至今
此次发现发源在朱绍和久长以来的一个迷惑。
朱绍和在穿山甲的研究和庇护范畴已工作了十几年。这时代,他发现穿山甲身上有一个很奇异的现象。
“干细扰素ε(Interferon epsilon)基因专在皮肤上皮细胞和内部黏膜庇护组织中表达,是胎盘哺乳动物反抗病原体的首道防地,有用禁止病原体穿透表皮进入体内。”朱绍和告知《中国科学报》,天然界原体浩繁,但很难穿透表皮进入体内,要害在在干扰素ε基因能在病原体入侵不时敏捷激活免疫系统,实现有用防御。
“曾有人用小鼠做过尝试,当干扰素ε基因被敲除后,小鼠更轻易被外界细菌和病毒传染,并呈现了较着的表皮毁伤病变。”朱绍和说。
但是,在与国际团队配合带领穿山甲基因组项目时,朱绍和团队却不测发现,穿山甲体内的干扰素ε功能基因缺掉,这意味着当病原体侵入其皮肤时,它们可能很难激活先本性免疫反映。
既然如斯,穿山甲家族事实是若何在尽是细菌与病毒的天然界繁衍至今的呢?
鉴在其皮肤免疫力相对较弱,但它们却具有精密的鳞片。这不由让朱绍和料想,是不是恰是这些鳞片抵偿了皮肤免疫力的不足?
极新的防御机制
终究的研究成果证实了朱绍和的猜想。
“我们发现,穿山甲鳞片的布局比之前我们认为的要复杂很多。借助这些布局,鳞片可以或许像过滤器一样捕捉微生物,避免它们危险机体。”朱绍和说,更令他们兴奋的是,他们初次在穿山甲鳞片中发现了年夜量的排泄囊泡(外泌体)、活性成份(如溶菌素等)和细菌DNA。
持久以来,人们遍及认为穿山甲鳞片由“死细胞”组成,首要由角卵白构成,近似在人类的头发或指甲。但是,一个要害问题始终未解:穿山甲鳞片中的活性化合物,特殊是抗菌卵白事实源自何处?
科学家们进一步发现,这些活性化合物极可能来历在穿山甲鳞片周边的活跃细胞,包罗免疫细胞。这些细胞可以或许释放出一种叫做外泌体的小囊泡,就像一个个小小的“药囊”,装载着各类药物成份如抗菌和抗炎物资,当它们进入鳞片内部后,会释放出这些活性化合物,从而显著晋升穿山甲的防御能力。
朱绍和暗示,这些发现不但为我们深切摸索穿山甲鳞片的心理特点供给了新标的目的,还预示着这些活性成份将来可能被用在开辟穿山甲中药材替换物、新药或仿生材料,为人类健康做出进献。
基在这些发现,研究团队还构建了一套穿山甲鳞片防御机制模子,以此注释哺乳动物鳞片若何供给宿主—病原体防御的新型功能。朱绍和说:“穿山甲的鳞片年夜而硬,能有用反对捕食者和病原体。同时,堆叠的年夜鳞片还能发生和贮存有益物资,可能遍及皮肤概况,庇护穿山甲免受病原体损害,保持皮肤健康。”
对此,本研究合著者之1、温州肯恩年夜学学术副校长杨毅欣暗示,朱绍和团队揭露了穿山甲鳞片防御病原体入侵的机制,发现鳞片是按捺病原体的生物防御兵器。这是一项首创性的研究,由于它揭露了穿山甲干扰素先天缺点的抵偿机制。
用开辟庇护穿山甲
持久以来,因为不法商业、栖息地遭粉碎等缘由,世界各地穿山甲种群数目锐减。特殊是在传统中医中,穿山甲被认为具有珍贵的药用价值,因此遭到持久偷猎和捕杀。
今朝,活着界天然庇护同盟濒危物种红色名录中,穿山甲已被列为“极危”品级,朱绍和则从十几年前便最先鼎力呼吁对穿山甲的庇护。
但是,当本身的研究功效进一步证实了穿山甲鳞片的药用价值时,会不会在某种水平大将穿山甲至在更危险的地步?
对这个问题,朱绍和认为穿山甲之所以被大举捕杀,其底子缘由其实不在在相干的庇护力度不敷,而在在人们对其包罗药用价值在内的各类需求持久存在,并难以经由过程其他体例加以知足,所谓“有需求才有杀戮”。
“是以,若我们能经由过程穿山甲鳞片的研究发现潜伏的替换品,以削减对穿山甲的需求,可能可以在底子上崩溃生意市场,起到釜底抽薪的感化。”他暗示,今朝的研究证实,穿山甲鳞片中具有抗菌和加强免疫力的化合物,都可以在尝试室中经由过程人工合成。
截至今朝,朱绍和团队已成功合成一系列与穿山甲抗菌、抗炎和免疫相干的化合物自然同等的药物候选物。今朝,他们正积极追求行业合作火伴,以对这些先导化合物进行开辟实验,开辟穿山甲这一珍稀濒危中药材的替换品和功能性产物,并将其推向市场。
值得一提的是,就在10月21日,国度药监局、国度中医药局方才发布《关在撑持珍稀濒危中药材替换品研制有关事项的通知布告》。此中明白提出,按照临床用药需求,连系珍稀濒危中药材资本和具体品种环境,现阶段重点撑持穿山甲、羚羊角、牛黄、熊胆粉、冬虫夏草等珍稀濒危中药材用在中药出产的替换品研制。这标记着我国在庇护穿山甲等珍稀濒危物种方面迈出了主要一步。
“我们呼吁全球列国当局供给便当,获得合适伦理道德的穿山甲组织样本,这对深化我们对穿山甲生物学的理解,并发掘其在人类医学范畴可能带来的革命性变化。”朱绍和说,中国有机遇引领这一倡议,成为全球穿山甲研究的前驱。
相干论文信息:https://doi.org/10.1186/s12915-024-02034-5
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