受雞心螺毒液啟發 科學家研發出能快速起作用的混合胰島素

自20世紀20年代第一批糖尿病患者被注射胰島素以來，胰島素已被證明是一種寶貴的、救命的激素，但這並不意味著沒有改進的空間。美國猶他大學的科學家們從一個有趣的、受大自然啟發的角度來研究這個問題，他們借用了雞心螺毒液中的有用元素，製造出一種強效的混合型「迷你胰島素」。這種混合型胰島素的作用更迅速，可以使治療糖尿病的效果更好。

猶他大學的研究人員之所以會將雞心螺作為研究的一部分，是因為這種生物在誘捕獵物時表現出的狡猾。當看到潛在的晚餐時，軟體動物能夠釋放出毒液，使魚兒的血糖水平急劇下降，從而使魚兒「癱瘓」。

這是由於毒液中含有一種快速起效的胰島素，它能在魚體內誘發一種低血糖鎮靜劑。它之所以幾乎是瞬間起作用，是因為雞心螺毒液中缺少了人體胰島素的成分，而這種成分會使單個分子凝結在一起。這意味著，注射的胰島素必須先破裂，然後才能發揮其在糖尿病患者中控制血糖水平的作用。

同樣的研究團隊在2016年通過實驗室實驗發現，這種雞心螺胰島素能夠依附於人類的胰島素受體，提高了治療糖尿病的胰島素更快地發揮作用的前景。但是，一些關鍵的障礙仍然存在。研究人員在嘗試將雞心螺蝸牛毒液用於人類時遇到了麻煩，他們發現它的效力遠不如傳統形式的激素。研究小組猜測，要有效降低人類患者的血糖水平，劑量需要強20到30倍。

現在，該團隊報告的另一個重大突破似乎克服了這一點。通過他們利用結構生物學和化學技術研究雞心螺胰島素的組成，科學家們通過持續的實驗，分離出了四種胺基酸，幫助它與胰島素受體結合。然後，他們設計出了一種不含導致結塊的成分的人類胰島素，並將這些新出土的胺基酸包括在內。

結果是科學家們描述的世界上最小的全功能版本的激素，他們稱之為 「迷你胰島素」。對大鼠進行的實驗室測試發現，這種混合胰島素與胰島素受體的結合力與人類胰島素一樣強，提供了同樣的效力，而且作用速度更快。

「迷你胰島素具有巨大的潛力，」研究作者、猶他大學的Danny Hung-Chieh Chou說。「只需進行一些戰略性的替換，我們就產生了一種強效、快速起作用的分子結構，這是迄今為止最小的、完全活性的胰島素。由於它如此之小，應該很容易合成，因此它是開發新一代胰島素治療藥物的主要候選者。」

如果該團隊的快效混合胰島素能夠適應於人類使用，這將涉及到大量的研究工作，它可以使管理血糖水平更有效，同時也能降低高血糖症等併發症的風險。

「我們現在有能力創造出一種在人類中發揮作用的混合型胰島素，而且似乎還具有雞心螺胰島素的許多積極屬性，」Chou說。「這是我們在追求使糖尿病治療更安全、更有效的道路上邁出的重要一步。」

這項研究發表在《自然一結構與分子生物學》雜誌上。