白色或灰色的毒鵝膏菌,被稱為“最毒的蘑菇”。
死亡帽菇高15厘米,有著不起眼兒的黃褐色或黃綠色頂部,味道相當不錯。其毒素會導致嘔吐、癲癇、嚴重的肝損傷甚至死亡。如今,每年有數(shù)百人因食用有毒蘑菇死亡,其中90%是由死亡帽菇造成的。科學家一直在研究它是如何致人死亡的。
近日,國際學術期刊《自然通訊》(Nature Communications)刊登了中山大學藥學院(深圳)王巧平教授團隊和中山大學藥學院萬國輝教授團隊的一項最新研究。他們?yōu)橹滤佬阅⒐?mdash;—毒鵝膏菌,找到了一種潛在新的治療藥物。
中大科研團隊通過現(xiàn)代創(chuàng)新藥物研發(fā)的方式,發(fā)現(xiàn)一種診斷試劑吲哚菁綠有望能治療毒鵝膏菌中毒。
吲哚菁綠是一種由攝影公司于20世紀50年代開發(fā)的染料,此后被用于醫(yī)學成像,例如,肝功能的評估和脈絡膜血管造影。
科研團隊的發(fā)現(xiàn)過程是怎樣的?王巧平介紹,團隊使用了一種新的全基因組CRISPR篩選技術與虛擬藥物篩選技術相結(jié)合的研究策略。
“我們通過全基因組CRISPR篩選來尋找藥物開發(fā)的蛋白靶點。我們用α-鵝膏蕈堿測試基因敲除細胞庫,找出那些特定基因被敲除的細胞可以在毒素的壓力下存活。”王巧平說,通過富集這些存活細胞的DNA進行測序,并進一步通過生物信息學分析,從而找出毒素殺死細胞所需的基因和信號。
研究團隊發(fā)現(xiàn)STT3B蛋白及其所在的糖蛋白修飾通路對α-鵝膏蕈堿的細胞毒性至關重要。N-聚糖合成抑制劑和STT3B的敲除,均能很好地減輕α-鵝膏蕈堿的細胞毒性。
接著,團隊開始研發(fā)STT3B的抑制劑,使用分子對接技術虛擬篩選FDA批準的藥物分子庫,找到了34種潛在STT3B抑制劑。然后,在細胞中對這些候選藥物進行了體外功能驗證,發(fā)現(xiàn)吲哚菁綠(Indocyanine green,ICG)可以很有效地阻止α-鵝膏蕈堿帶來的細胞死亡,減輕毒素對小鼠肝臟類器官的損害作用。
最后,實驗團隊通過小鼠實驗來驗證ICG的治療效果。他們給小鼠注射一定量的α-鵝膏蕈堿,然后在不同時間點給予吲哚菁綠治療,發(fā)現(xiàn)在注射后1到4小時內(nèi)給予吲哚菁綠時,藥物可以有效地減輕中毒癥狀。
“這意味著在中毒發(fā)生后,要盡可能早地給患者注射吲哚菁綠,以獲得最好的治療效果。”王巧平謹慎地表示,目前還不確定吲哚菁綠是否在人類體內(nèi)具有類似的效果,需要更多的臨床證據(jù)。
Nature Communications認為這項研究還為其他毒物解毒劑的開發(fā)提供了新的策略和方向。