我们知道蛇毒对人类具有高度毒性,但要进一步了解其作用机制,必须在实验室中对其进行研究。为了减少实验动物的使用并研究更好的蛇咬伤治疗方法,荷兰的一个团队建造了一种新的人造血管三维模型,他们称之为“器官芯片”。这项实验方法在 6 月 4 日发表在《Scientific Reports》杂志上的一项研究中进行了描述。
着眼于血管
虽然随着夏天气温升高,鲨鱼咬伤可能更受关注,但实际上蛇咬伤造成的麻烦要大得多,也更常见。世界卫生组织(WHO)估计,每年约有 43.5 万至 58 万例毒蛇咬伤需要治疗,每年有 10 万人因此死亡。相比之下,2023 年约有 69 起非挑衅性鲨鱼咬伤事件,导致 14 人死亡。
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本研究团队希望开发一种模型,用于研究在蛇咬伤中毒过程中经常发生的血管破坏。这种情况可能危及生命,发生在蛇毒接触到皮肤或眼睛时。蛇毒会攻击人体的循环系统,破坏血管并形成血栓,从而导致内出血。
科学家们也希望能有一种不使用实验动物就能研究蛇毒如何破坏血管的方法,以便开发出更好的治疗方法。
器官芯片
该团队构建了一个名为 MIMETAS OrganoReady® Blood Vessel HUVEC 的血管模型,即器官芯片。根据这项研究,它能更准确地了解毒液如何攻击血管,因为它考虑到了生理特征,如血液流动或血管的形状。
“我们使用‘粗制’蛇毒测试了该模型,由于蛇毒是数十种(有时是 100 多种)毒素的混合物/鸡尾酒,因此我们关注的是整体蛇毒效应,”研究合著者、隶属于阿姆斯特丹自由大学、MIMETAS 和荷兰国家生物多样性中心(Naturalis Biodiversity Center)的生物学家兼毒理学家 Mátyás Bittenbinder 告诉《流行科学》。“但理论上,我们也可以分离出单个毒素,并单独测试它们,看看它们的效果。”
他们使用印度眼镜蛇、西非地毯蝰、环斑海蛇和莫桑比克喷毒眼镜蛇的毒液测试了血管模型的功能。
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Bittenbinder 表示,该团队惊讶地发现蛇毒影响血管的方式各不相同。有些蛇毒似乎根本不影响任何细胞。其他蛇毒则能破坏将细胞彼此和周围环境连接在一起的“分子胶水”。
“有些则直接摧毁了细胞膜,”Bittenbinder 说。
“一种令人惊叹的混合物”
在未来的研究中,该团队计划尝试中和蛇毒的作用,使用抗蛇毒血清和新化合物。这将有助于确定同一类模型是否可用于研究如何对抗蛇咬伤。
“蛇毒是一种令人惊叹的混合物。它可能具有危险的毒性,在某些情况下甚至可能是致命的,但它也可以(并且已经被)用于新药的开发和医药领域,例如降血压药物,”Bittenbinder 说。“蛇毒可以被视为一种天然药柜,我们应该珍视它。”