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CRISPR基因组编辑揭示了致命毒液的线索

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  • 2019-12-02 14:07:01

查尔斯·珀金斯中心的一组疼痛研究人员研究了地球上最有毒的生物,以了解毒液的工作原理以及引起疼痛的原因。

悉尼大学的研究人员发现了一种解药,可以解决地球上最有毒的生物澳大利亚箱形水母所造成的致命刺痛。

澳大利亚盒装水母(Chironex fleckeri)约有60只触角,长可达三米。每个触手都有数百万个充满毒液的微观钩。

每盒水母都带有足够的毒液,可以杀死60多人。

对人的一次刺伤会导致皮肤坏死,使人痛苦不堪;如果毒液的剂量足够大,则会在几分钟内导致心脏骤停甚至死亡。

查尔斯·珀金斯中心的副教授Greg Neely和LaumondDr(Man-Tat)以及他们的疼痛研究小组正在研究盒装水母毒液在发现时是如何工作的。

他们发现了一种药物,如果在接触后15分钟内将其涂抹在皮肤上,该药物可阻止盒状水母刺痛的症状。

该解毒剂对人体外部的人体细胞起作用,然后在活小鼠上进行了有效测试。现在,研究人员希望为人类开发一种局部应用。

“我们正在研究毒液的工作原理,以试图更好地了解它如何引起疼痛。使用新的CRISPR基因组编辑技术,我们可以快速确定这种毒液如何杀死人类细胞。幸运的是,已经有一种药物可以在毒液杀死细胞的途径中起作用,当我们尝试将这种药物作为毒液解毒剂对小鼠使用时,我们发现它可以阻止与水母st有关的组织疤痕和疼痛。”尼利副教授。“这真是令人兴奋。”

这项研究发表在著名的《自然通讯》杂志上,该研究使用CRISPR全基因组编辑来确定毒液的工作原理。基因组编辑是一项技术,允许科学家添加,删除或更改生物体DNA中的遗传物质。

在这项研究中,研究人员取出了一桶数百万个人类细胞,并敲除了每个人类基因。然后他们添加了盒装水母毒液-可杀死高剂量的细胞-并寻找存活的细胞。从全基因组筛选中,研究人员确定了毒液起作用所需的人为因素。

“我们在这项研究中确定的水母毒液途径需要胆固醇,并且由于有许多靶向胆固醇的药物,我们可以尝试阻断这种途径,以了解这如何影响毒液活性。我们服用了其中一种我们知道对人类安全的药物,并且将其用于毒液,而且有效。”该论文的主要作者刘博士说。“这是一种分子解毒剂。”

刘博士说:“这是这种毒液如何起作用的第一个分子解剖,可能还有任何毒液如何起作用。”“我还没有见过针对其他任何毒液的研究。”

该论文的资深作者尼利副教授说:“我们知道该药在皮肤上使用后将完全消除坏死,皮肤瘢痕形成和疼痛。”“我们尚不知道它是否会停止心脏病发作。这将需要更多的研究,我们正在申请资金以继续这项工作。”

大野兽

盒装水母存在于澳大利亚北部沿海地区,从昆士兰州到西澳大利亚州,再到菲律宾周围的海域,非常危险。他们不仅会漂浮,还可以积极游泳,狩猎时可以达到每小时7.5公里的速度。它们以浅水为食,主要是小鱼和虾。

盒装水母有两种类型,一种是微小的Irukandji,另一种是长约三米的Chironex fleckeri。尼利副教授说:“我们研究了最大,最有毒和最可怕的病毒。”“我们的药物对大兽起作用。我们还不知道它是否可以在其他水母上工作,但我们知道它可以在最致命的水母上工作。”

该研究中使用的毒液是由詹姆斯·库克大学副教授杰米·西摩从凯恩斯附近的盒装水母中采集的。

轶事证据表明,目前唯一的治疗刺痛的方法是用醋浸泡该区域30秒钟,或在患处喷洒非常热水20分钟。如果这很刺痛,则需要连续进行心肺复苏来保持心脏跳动。

尼利副教授说:“我们的解毒剂是一种能阻止毒液的药物。”“您需要在15分钟内将其放到网站上。在我们的研究中,我们注入了它。但计划是喷剂或局部用药。对面霜的争论是,当你被刺痛时,会在里面留下很多小刺痛,因此,如果在面霜上揉搓,可能会把更多的毒液挤入你的体内。但是,如果您喷洒,它可以中和体内残留的东西。”

Neely副教授及其团队现在正在寻找潜在的合作伙伴,致力于将这种药物向公众公开。

进一步的研究

Neely副教授在功能基因组学领域工作,并在Charles Perkins中心研究慢性疼痛,他领导悉尼大学的悉尼基因组编辑计划。他们正在研究一系列致命的澳大利亚生物-盒装水母和各种各样的其他有毒动物-以了解造成疼痛的原因。

根据Pain Australia的数据,2018年,疼痛和慢性疼痛给澳大利亚经济造成了1,390亿澳元的损失,到2050年将达到2,150亿澳元。

Neely副教授说:“我们的大部分工作都是针对人类开发非成瘾性止痛药。”“我们这样做的一种方法是弄清楚澳大利亚生物使用全新的CRISPR技术产生的痛苦毒液。太酷了。”

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