马陆的防御性分泌物揭示了能够作用于大脑受体的复杂生物碱,有望用于治疗疼痛和神经系统疾病。图片来源:Shutterstock
马陆经常被误认为令人不适的“爬虫”——它们的多足外形让人反感,甚至被归类为“ creepy crawly”。然而,这些节肢动物的分泌物可能成为发现治疗神经系统疾病和疼痛新药的关键。
化学家 Emily Mevers 及其团队最近在马陆分泌物中发现了能够调节蚂蚁大脑特定神经受体的复杂结构。
这些新发现的结构属于一类天然存在的化合物——生物碱。Mevers 团队将其命名为 andrognathanols 和 andrognathines,以产生这些化合物的马陆种类 Andrognathus corticarius 命名。这种马陆发现于弗吉尼亚理工大学位于布莱克斯堡校区的 Stadium Woods。这些发现最近发表在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上。
新化合物的发现
Mevers 专长于利用尚未充分研究的生态位中的化学物质进行药物发现,此次研究对象正是马陆。
Mevers 和团队成员在 Stadium Woods 的落叶和倒下的树枝下采集马陆后,使用多种分析工具识别其防御腺体中所含的化合物。他们还了解到,马陆释放这些化合物既可以驱赶捕食者,也可以向同类传递位置信息。
更广泛的意义
尽管马陆无处不在,但关于它们的许多信息仍然未知——包括它们的具体栖息地、数量、饮食、行为和化学特性。Mevers 与昆虫学系的马陆专家 Paul Marek 合作,正致力于填补这些空白,并研究这些发现是否对未来的药物开发有帮助。
此前,Mevers 和 Marek 曾研究过一种原产于太平洋西北地区的马陆 Ishcnocybe plicata,发现相关的生物碱能强烈且选择性地与一种名为 Sigma-1 的神经受体相互作用。这一发现表明,这类化合物可能具有用于治疗疼痛和其他神经系统疾病的药理潜力。
Mevers 团队发现,这些新生物碱会在马陆受到物理干扰时主动分泌。分泌物会导致蚂蚁产生迷失方向的行为,而蚂蚁被认为是马陆的自然捕食者之一。其中一部分化合物也与 Sigma-1 神经受体表现出类似的相互作用。
迈向药物开发
在获得这些复杂的化合物后,下一步是找到能够大规模合成这些化合物的研究人员,并评估它们在生物医药中的应用潜力。
“这些化合物结构非常复杂,因此在实验室中合成它们将需要一定时间。” Mevers 说道。
一旦获得足够数量的化合物,Mevers 将能够更深入地研究它们在药物开发中的性质和潜力。
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