揭开鲨鱼皮的秘密: 下一个医学奇迹?

2023年11月05日 20:32 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

鲨鱼在野外受伤后具有惊人的愈合能力,显示出与其他鱼类不同的明显韧性。虽然这种愈合能力尚未在受控实验室条件下得到科学记录,但在鲨鱼皮肤中发现的一些化学物质可能具有重要的生物医学潜力。为了研究这种可能性,瑞典卡罗林斯卡研究所的两位皮肤病学研究人员在伍兹霍尔的海洋生物实验室(MBL)对一种小型鲨鱼--白斑角鲨(Squalus acanthias)和其他软骨鱼类进行了研究。

他们的目标是了解这些动物皮肤的独特生化特性。此前其他实验室对鲨鱼的研究已经开发出一种新型抗生素,并发现了与囊性纤维化研究相关的生化途径。

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位于伍兹霍尔海洋生物实验室的小型鲨鱼物种白斑角鲨(Squalus acanthias)。图片来源:Etty Bachar-Wikström

卡罗林斯卡医学院皮肤病学副教授兼首席研究员雅各布-维克斯特伦(Jakob Wikström)和高级研究员埃蒂-巴哈尔-维克斯特伦(Etty Bachar-Wikström)在MBL研究了两种鲨鱼及其近亲小鳐鱼的皮肤粘液。绝大多数鱼类的皮肤都比较光滑,有一层厚厚的粘液保护着,而鲨鱼的皮肤却很粗糙,摸起来像砂纸一样。这种皮肤是否有粘液保护层并不明显。

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链猫鲨(Scyliorhinus retifer)是已知具有生物荧光的四种鞘鳃类动物(鲨鱼、鳐、魟和锯形鱼)之一。图片来源:Jakob Wikström 和 Etty Bachar-Wikström

Wikström说:"出于显而易见的原因,人们对鱼类生物学的了解远远多于鲨鱼生物学。因为鱼类更容易处理,商业利益也更大。他指出,鲨鱼当然也是鱼类,但99%的鱼类都是骨质物种(骨鱼类),与软骨鲨鱼和鳐鱼(软骨鱼类)有着极大的不同。"

他们对粘液层的初步研究成果最近发表在《国际分子科学杂志》上。Bachar-Wikström说:"我们发表这篇论文的目的是在分子水平上描述鲨鱼皮肤的特征,这一点还没有深入研究过。"

他们的研究发现,鲨鱼皮肤上有一层很薄的粘液层,其化学性质与多骨鱼的粘液层不同。她说,鲨鱼粘液的酸性较低,几乎呈中性,而且与一些哺乳动物粘液(包括一些人类粘液)相比,鲨鱼粘液的化学性质与多骨鱼粘液更为相似。

Wikström 说,这进一步证明了"鲨鱼的分子生物学是独一无二的,它们不是游来游去的其他鱼类。它们拥有独特的生物学特性,或许可以从中衍生出许多人类生物医学应用。例如,说到粘蛋白(粘液的一种主要成分),人们可以想象,可以从中开发出不同的伤口护理外用疗法。"

此前研究人员已经从鳕鱼中提取出了伤口治疗产品,他们认为有可能从鲨鱼中提取出类似的物质。Bachar-Wikström补充说:"除了与人类相关之外,了解这些神奇动物的特性、更多地了解它们以及它们如何在环境中生存也很重要......我认为这只是更深入地了解分子的第一步。"

正在进行的研究和未来展望

这对搭档正在撰写一系列论文,以进一步描述这些物种的独特生化特性,其中包括链猫鲨(Scyliorhinus retifer)、小鳐鱼(Leucoraja erinacea)和白斑角鲨。这些论文包括在单细胞水平上对皮肤中不同细胞类型的深入研究,还更详细地研究了鲨鱼皮肤的愈合能力。

Wikström说:"在进化过程中离我们很远的动物仍然可以为我们提供与人类相关的非常重要的信息。"他说,虽然对斑马鱼的伤口愈合进行了大量研究,但"还没有人真正对鲨鱼进行过同样程度的研究,所以这很令人兴奋,因为我们真的不知道会发现什么。这是一项探索性研究。"

研究人员说,MBL 提供的特殊资源使这项工作成为可能,其中包括大量收集的相关物种标本,以及在处理这些标本方面经验丰富的专家。Wikström说:"这确实是他们独一无二的能力。美国或世界上拥有这种能力的地方并不多"。

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