北极,未来的医药宝库

2016-12-31 10:02:43  大科技

北极,未来的医药宝库

2016-12-31 10:02:43
来源:大科技
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 高效的海洋药业

海洋有特别丰富的资源,但长期以来人类从海洋中获得最多的只是鱿鱼、虾等渔业产品。相比较于很早就开始的对于陆地植物的药理利用,海洋药品的开发要晚得多。大约20年前,人们研究海洋生物只是为了弄清楚哪些生物游泳时不能一脚踩上,比如让人刺痛的有毒水母,令人震惊的会放电的电鳗,致命的石头鱼等等被列为危险生物。后来科学家们才发现,在海洋里的生命演化远比陆地时间长,这意味着海洋中的生命可能有更多的时间去发生更多的化学反应,产生并积累了大量具有特殊化学结构的物质。而这些生物的这些防御体系恰恰可能被医学利用,因为形成疾病的机理本身就是一连串的化学反应,更重要的是人类的免疫系统正是从鱼类进化而来的。
各国研究人员已经从海洋动植物以及微生物中发现了近2万种天然药物成分,许多可以用在临床治疗上,比如海豚肝脏中的提取物可用作抗癌药物;从太平洋鲱鱼的精巢中提取的脱氧核苷酸,对白血球增生有明显作用;从带鱼鳞中提取鸟嘌呤,可用作治疗白血病的新药原料。
但这些只是海洋开发的冰山一角,因为目前为止人类对于海洋的探索还只是主要集中于温暖的海域。

北极.jpg

神奇的极地生物

随着污染加剧,研究者们开始将眼光投向更寒冷也更纯净的北极,这片区域或许能给我们在制造天然药物上更大的启示。因为这里的生存环境比其他地方恶劣得多,在严寒的海底中,一些动物体内的分子进化出了超强的生存能力,能在黑暗寒冷、有腐蚀性、汹涌的海洋里安然无恙地生存。比如鱼无法调节自己的体温,它们进化出什么样的新陈代谢机制使它们能够忍受寒冷呢?
在完全没有具备伪装或者游走的能力时,一些生物竟然能成功躲避掠食者,这就说明它们体内一定有某些神奇的化学反应,让它们能处理极端环境。比如,在南极海洋,科学家就发现了一种活性毒素细胞,这种细胞堪称完美,只用一滴充满这些细胞的液体,就能杀死浴缸里的令人讨厌的特定细菌。这项神奇的本事可能对于北极的生物来说也是小菜一碟,海绵、微藻和其他北极生物并没有锋利的爪子,它们躲避捕食者正是靠在水中部署能够针对特定对象的毒素。
这一“放毒”的本事让人印象深刻,也暗示着这些生物可能有人类还不知道的化学成分,而北极冰冷的水域可能遍布着更多未被发现的结构独特但药理、毒理作用显著的活性成分。
比如,在挪威附近的海域,北极的冰冷水域会与墨西哥湾暖流带来的温暖的海水碰撞,在这里,生物体不仅容忍冻结或接近冰点的温度,而且还得忍受暖流引起的冲撞。与此同时,这些暖流带来了大西洋非常高的营养成分,使得它的生物多样性更加丰富,各自的化学分子也更加独特。2007年到2014年间,研究者们在挪威海岸和周围的斯匹次卑尔根群岛的1100多个海域位置取样后发现,虽然这片海域里80%的生物分子已经被发现过,但还有20%的分子是全新的,它的生物活性也是全新的。
迄今为止,研究者们已经分类了约150种新型生物活性化合物,并找到了开发50种新药的线索,其中大部分是针对癌症,或者保持人体免疫活性的。比如斑块积聚常常会导致高血压和动脉硬化,至今还是人类没法攻克的顽疾。科学家们在北冰洋的海绵里找到的一种新的分子可以抑制血管斑块积聚。而一种水螅虫类的分子具有至少10种不同的变体,并表现出可以作为抗微生物剂的潜能,这种天然的杀细菌剂或杀菌剂将使人类摆脱恼人的化学物品的毒害。

研究者从北极海底打捞起来的红色海胆.jpg

广阔的开发前景

在显示了广阔的药品开发潜力后,这片看似冰冷的海洋也预示着一笔庞大的财富收入,它的经济价值可能比那些沉船宝藏还要大。1969年,瑞士生物学家曾在挪威南部的高寒带带回来一种含有多孔木霉的土壤样品,从中提取的环胞素被证明是一种强力的免疫抑制剂,特别是对于那些需要器官移植的人来说,这个环胞素能帮助身体的免疫系统接受新的肾脏或肝脏,就是这一个小小的化学分子的发现,为制药公司赚取了数十亿美元。
受激励于这些新药品开发的利润,因北冰洋的渔业、石油和天然气而暴富的挪威正在着手开发海洋药业积累新一轮财富。20世纪初,挪威财政部与挪威特罗姆瑟大学共同合作了生物发现计划,这项研究资金高达20万美元的计划未来可能会为我们发现更多的新药,慢慢揭示北极深海的真正价值。

责任编辑:科普知识网

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