如何挤出魔鬼

一项新研究发现,塔斯马尼亚恶魔的乳汁可以制成强效抗生素

研究人员在《科学报告》杂志上报道称,塔斯马尼亚恶魔的乳汁富含能够杀死细菌的化合物,包括耐抗生素的菌株,例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。这些属于抗菌肽类别的免疫化合物,可以在塔斯马尼亚恶魔的幼崽在母亲育儿袋中发育时保护它们,并有可能被开发成人类药物。

这项研究的乳汁样本来自Devil Ark保育中心的哺乳期塔斯马尼亚恶魔。由于雌性塔斯马尼亚恶魔也会像人类一样偶尔患上乳腺炎,工作人员已经有一些挤奶的经验。“我过去曾有过不得不进行热敷、给雌性塔斯马尼亚恶魔按摩以帮助它们泌乳的经历,”Devil Ark总经理Tim Faulkner说。

Faulkner和他的同事们通过用特制袋子包裹住恶魔,使其乳头暴露出来来进行挤奶。“乳头……真的非常非常肿胀,充满了乳汁,”Faulkner说。“我们只需……按摩乳腺,用热敷将其疏通,然后沿着乳头向下挤压,乳汁就会流出。”

然后,他们将乳汁收集在乳头下方的小瓶子里。“这就像在小规模地将牛奶倒入桶里,”Faulkner说。

挤塔斯马尼亚恶魔的奶听起来可能是一段可怕的经历,但Faulkner表示并非如此。“当它们与人类接触时,它们不会试图咬掉你的小腿肌肉,”他说。野生(以及在鼓励它们保持野性行为的保育设施中的)塔斯马尼亚恶魔实际上对人类相当胆怯。

因此,在采集珍贵乳汁的过程中,没有饲养员被伤害。“它们在黑暗、受限、隐蔽的环境中表现很好;它们会放松,所以本质上这是一个非常不具侵扰性的过程,”Faulkner说。

对于这项新研究,乳汁由塔斯马尼亚恶魔母亲捐赠,这些母亲的幼崽已经足够大,不再需要一直依附在乳头上。

Faulkner亲自品尝过这种乳汁,他可以作证它很美味。“它们处于育儿袋发育的后期,这意味着乳汁为它们提供了丰富的营养,也提供了大量的脂肪,”他说。“它就像未经处理的牛奶;你知道,浓稠、奶油状,非常甜。”

恶魔需要强壮的奶水

对于刚出生的塔斯马尼亚恶魔来说,生命并非一帆风顺。一窝20到30只细小、无毛的幼崽必须从产道冲向母亲的育儿袋,那里只有四个乳头。只有最先到达的四只才能存活。它们在接下来的几个月里会紧紧吸附在乳头上,甚至会被拖拽着跟随着四处活动的母亲。

这场激烈竞争的获胜者面临着另一个挑战。与其他有袋动物一样,它们在妊娠期很短(仅几周)就已出生,处于发育早期。因此,它们没有成熟的免疫系统,容易受到巢穴以及母亲育儿袋内又热又潮湿环境中的细菌和真菌的侵害。

悉尼大学比较基因组学家、这项新研究的合著者Kathy Belov说:“有袋动物进化出了新颖的策略来保护幼崽在这一时期。通过了解这些策略,我们可以找到保护人类的新方法。”

Belov和她的同事们发现,塔斯马尼亚恶魔有六种细胞因子,这些化合物是许多动物先天免疫系统的一部分(人类只有一种)。幼崽在吸吮母乳时会摄入这些微生物杀伤分子,尽管细胞因子也存在于育儿袋内壁和皮肤中。“它们基本上会在细菌细胞膜上打孔,”Belov说。

研究人员用25种细菌和6种真菌测试了这些肽。在这项研究中,团队制造了这些化合物的人工版本,而不是依赖实际的恶魔。“我们根本无法获得足够的乳汁,”Belov说。

Kathy Belov holds a devil baby
Kathy Belov抱着一只恶魔幼崽,图片由Kathy Belov提供

其中两种细胞因子是有效的细菌杀手,甚至能够消灭对某些抗生素有抗药性的病原体(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌——即MRSA——和耐万古霉素屎肠球菌)。另一种细胞因子对真菌有效。

Belov说,这些细胞因子比一些现有药物更能有效地清除微生物。然而,在这个阶段,人工化合物的结构与塔斯马尼亚恶魔乳汁中天然存在的化合物相同。下一步是调整人工化合物的设计,使其更便宜且适合大规模生产。

该团队还在研究这些免疫化合物是否也可用于治疗已严重威胁野生恶魔种群的恶魔面部肿瘤病。“早期结果看起来很有希望,”Belov说。

塔斯马尼亚恶魔可能不是唯一一种能产生我们可以用来杀死细菌的细胞因子的有袋动物。“我们测试的每种肽都对不同的病原体有效——所以有袋动物中仍有巨大的肽宝藏有待探索,”Belov说,她还在研究考拉的乳汁

Tasmanian devil mother and joeys
Devil Ark总经理Tim Faulkner说,当塔斯马尼亚恶魔准备分娩时,它会把屁股抬高,“幼崽会顺着黏液流入”它的育儿袋。最先到达其乳头的四只幼崽将在育儿袋中发育几个月,然后才能出来骑在母亲的背上。澳大利亚爬行动物公园/Devil Ark
Tasmanian devil joey
塔斯马尼亚恶魔幼崽。澳大利亚爬行动物公园/Devil Ark
Tasmanian devil mother and joey
离开育儿袋后,恶魔幼崽将继续吸奶,直到大约七个月大并断奶。澳大利亚爬行动物公园/Devil Ark
 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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