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如果在搜集海贝时不小心抓到一只活着的鸡心螺（cone snail），就可能会被它们射出的一支“飞镖”刺中，这支“飞镖”像毒牙一样，充满了具有致命危险且发作迅速的毒液。研究这种物质如何如此高效地劫持人体关键系统，或许对“救命药”的研发有所帮助。这是因为鸡心螺的毒液中含有胰岛素，而胰岛素能够促进细胞中的血糖代谢，许多糖尿病患者都需要定期注射胰岛素来调节血糖。
鸡心螺胰岛素的特殊之处在于，它能快速降低猎物的血糖。相比之下，人体分泌的胰岛素起效就要慢得多；而且，为了保持结构稳定，胰岛素分子往往会形成团块，以便更容易储存在体内。不过，只有在解开这些团块后，胰岛素才能发挥作用。然而，鸡心螺则为开发不凝集成团块的胰岛素提供了思路，从而能够使相关药物在治疗糖尿病时快速起效。
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在一项发表于《自然·化学生物学》（Nature Chemical Biology）杂志的研究中，丹麦哥本哈根大学的生物学家海伦娜·萨法维-赫马米（Helena Safavi-Hemami）和同事深入探究了木下芋螺（Kinoshita’s cone snail）胰岛素分子的独特结构。随后，研究人员将这个独特的区域插入人体胰岛素分子的结构中，从而创造出一种复合体，它不再拥有能凝集成团块的区域。
2020年，研究人员利用地纹芋螺（geographer cone snail）做过类似的研究。他们随后检验了其他鸡心螺物种，发现木下芋螺所产生的胰岛素能够以一种前所未见的方式发挥作用。人体胰岛素分子中凝集成团块的区域，也是与细胞受体结合的关键区域，不过，地纹芋螺胰岛素分子将这个区域截短了。值得一提的是，木下芋螺胰岛素分子则直接完全“删除”了这个区域。相反，它有一个独特的细长区域，能够与受体结合，同时并不形成团块。
当萨法维-赫马米将新合成出的复合胰岛素拿给周宏杰（Hung-Chieh Chou）看时，“他告诉我这已经被研究过了。”萨法维-赫马米回忆道。周宏杰来自斯坦福大学，是萨法维-赫马米的合作者。“但是，当我们仔细研究后，却发现它具有如此不同的生物机制。”他们采用尖端的成像技术，清晰地观察到这个新的复合体是如何与细胞上的胰岛素受体结合，然后改变形状的，而这是之前关于复合胰岛素的研究所未揭示的细节。加拿大麦吉尔大学的生物化学家迈克·斯特劳斯（Mike Strauss，未参与这项研究）表示，这些研究发现有助于更好地阐释胰岛素总体上的作用原理。斯特劳斯补充道：“这也为人工合成胰岛素提供了新的可能性。”
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现在，这支研究团队正在进一步探究这种复合胰岛素的安全性和稳定性，这也是设计非凝集型胰岛素所面临的挑战，而这种具有独特结构的复合分子或许能克服这些挑战。但它仍需要通过许多测试。萨法维-赫马米表示：“这就体现了拥有一个‘名录’的益处。”因为不同鸡心螺物种所产生的毒液成分各不相同，而且，其中可能包含独特类型的胰岛素，以及其他有用的分子。鸡心螺的毒液由数千种物质组成，因此，只要我们继续仔细研究，就有可能从中获取更多的发现。
撰文：安娜·罗杰斯（Anna Rogers）
翻译：赵欢
审校：王昱
引进来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
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