自然科普:向大海尋寶的海洋藥劑師

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    科學家正在醉心于一些深海動物的研究,比如鱟的血液,鰩魚的視覺系統(tǒng),芋螺的毒素等等,它們對治療人類某些疾病具有奇異的藥用價值。讓我們看一看該領域的最新進展。
    在美國面對北大西洋的海灘上,等到春末滿月漲潮的夜晚,便能看到它們浮出海面--這些具有久遠歷史的成千上萬的生物,至今仍與它們2.5億年前的原始祖先一模一樣。這就是一種叫做美洲鱟(Limulus Polyphemus)印海洋動籾。鱟又稱為馬蹄蟹,是肢口綱劍尾目廂生節(jié)肢動物,共有4種。最為人熟知的一個種便是美洲鱟。最早的鱟化石見于奧陶紀(5.05億年前至4.38億年前),形態(tài)與現(xiàn)代鱟相似的鱟化石出現(xiàn)于侏羅紀 (2.08億年前至1.44億年前)。從外表與體態(tài)上看,它就像礦工戴的那種又黑又光滑的頭盔。它們一旦浮出水面,就慢悠悠笨乎乎地向岸邊爬去,在那里借著明亮的月光進行交配。
    但對大部分美漩鱟來說,這種婚配將被推遲。等待它們的是設在美國馬薩諸塞州外伍茲霍爾海洋研究所的科學家們,他們將在那里捅捉到的幾百只鱟送往實驗室。幾周之后,這種生物的皿就能用于遏制人體內致命的感染。
    事實上,鱟血的這種獨特用途是基于它在有氧情況下能夠變藍,以及在遇到任何類型印對入也有害的細菌時,能夠瞬目做出反應并且立目口凝結的特性。
    正如多年以來已經(jīng)與鱟結下了不解之緣的細胞生物學家諾曼·溫賴特(Norman Wainwright)解釋的那樣,用幾滴“史前血液”制成的試劑已在全世界得到廣泛的應用,它能監(jiān)測要進入人體的醫(yī)療物質與設備(如注射針劑、針頭以及人造心臟)有無致病細菌。
    這種“美州鱟試劑”(LAL,鱟血細胞溶解物)很靈敏,反應迅速且很經(jīng)濟。它只能在這里制作,因為海洋水流的交匯使北大西洋的美國海岸成為世界上獨一無二的海岸,只有在這里,這類鱟才肯從海水中出來。
    要說明的是,放血對這些無辜的動物并不會帶釆特殊的危害,90%的鱟在被抽血之后能夠存活,并且會被放生到海洋中去。
    能吸收毒素的藍色血液
    鱟的外表雖然很丑陋,但并不影響它的價值,在醫(yī)學方面它還將帶來其他的好處。鱟血中含有一種稱為血清蛋白的物質(它與氧結合就使血液變成藍色),科學家們正在研究這種物質,因為在試管中表明,它能遏制艾滋病病毒的擴散。鱟血的其他蛋白質在實驗動物貝上顯露出有治療細菌感染的功效,但這只是從海洋動物那里得到的豐富的治療資源之一。美國海洋生物實驗室的科學家們正在系統(tǒng)地開發(fā)這一資源,前景看好。
    視力極好的鰩魚
    有誰能夠想到,鰩魚的眼睛可以治療人類視網(wǎng)膜的疾病;1秒鐘內振動200次的膀胱能夠消除入的心慌氣短;從軟體動物的毒汁中能夠“流淌”出戰(zhàn)勝血友病的新式武器。
    美國伊利諾伊大學的眼科專家、神經(jīng)生物學家哈里斯·里普斯就在伍茲霍爾地區(qū)度夏,以分析小鰩(Raja erinacea,又名猬鰩)和冬鰩(Raja ocellata)的視覺系統(tǒng),這些漂亮印魚隱藏著在動物王國里獨一無二的特性。人的眼睛有兩種傳戚器--錐狀傳感器(視錐細胞,能感覺色彩,在強光下才能發(fā)揮其功能)和桿狀傳感器(視桿細胞,對色彩不敏感,但在弱光下可發(fā)揮其功能),鰩魚卻只有稈狀傳感器,然而,不管光線的強與弱,它都能看得很清楚。根據(jù)里普斯的看法,這一發(fā)現(xiàn)對正在尋求的治療色素性視網(wǎng)膜炎印辦法顯示出有效性。這種退化性疾病的癥狀是從夜盲開始的,隨后逐步發(fā)展到白天也喪失視力。
    “目前還沒有治療色素性視網(wǎng)膜炎的有效方法,只有能夠減緩其發(fā)展印一些療法?!崩锲账菇忉屨f,“然而我們矢口道,這種病很大程度上取決于桿狀蛋白質即視紫紅質的缺陷,它才是真正的光傳感器?!逼褚炎R別出75種不同的遺傳突變,正是這些突變使視紫紅質的功能發(fā)揮欠佳。除這些因素外,一些色素性視網(wǎng)膜炎的病人在這種分子中并沒有表現(xiàn)出有什么缺陷。這就便人們不大可能采用基因療法去戰(zhàn)勝這種疾病。
    因此,里普斯傾向繼續(xù)研究鰩魚的視覺系統(tǒng),以便弄清還有哪些因素與通過視紫紅質感受光并將光信號輸往大腦的認知過程有關。
    “我們正在分析,”這位科學家解釋說,“負責處理由桿狀傳感器所產生的信號的次神經(jīng)元不口構成視網(wǎng)膜支撐組織的神經(jīng)膠質細胞以及神經(jīng)系統(tǒng)的細胞?,F(xiàn)在,我們對視覺系統(tǒng)適應光度變化的系統(tǒng)的了解較以前大有提高。這就是發(fā)展醫(yī)治色素性視網(wǎng)膜炎新療法的基礎?!?