蜘蛛毒液如何损伤人体细胞?研究揭示隐士蜘蛛毒素致伤机制

richlovec 1500_400 (1)
 

蜘蛛以多样化的捕猎方式闻名:圆网蛛依靠结网捕捉猎物,狼蛛则常在夜间地面伏击。几乎所有蜘蛛在捕猎过程中都会使用毒液,但不同物种毒液成分差异显著,并非都对人体有害。因此,只有少数蜘蛛会对人类健康构成威胁,而多数蜘蛛在生态系统中对害虫控制无害甚至有益。

在美国,被认为对人类更具危险性的蜘蛛包括褐隐士蜘蛛和黑寡妇蜘蛛。前者毒液中含有可破坏组织、导致坏死的毒素;后者则含有特殊神经毒素,可能损伤神经细胞。

一项由研究人员开展的新研究聚焦于“隐士毒素”的作用方式。研究团队与合作者Greta Binford长期研究蜘蛛毒素,并在由Alexandra Sundman主导的最新发表工作中,解析了智利六眼沙蛛(褐隐士蜘蛛的近亲)产生的隐士毒素结构。研究人员表示,这一发现为开发蜘蛛咬伤的新治疗思路提供了线索。

毒素如何在细胞表面造成损伤

研究显示,隐士蜘蛛毒液中的关键毒素属于酶类蛋白,可加速特定化学反应。该毒素会结合到细胞表面,并沿着细胞表面移动,剪切表面分子“头部”。研究团队此前的工作还发现,被剪切后的表面分子会被转化为不寻常的环状结构。研究人员指出,当免疫系统攻击这些受损且更脆弱的细胞时,可能引发更广泛的组织坏死。

研究人员同时提到,隐士毒素为何会在人类中引起坏死仍未完全明确,但其似乎主要影响昆虫猎物的神经细胞。两种效应可能都与细胞膜的损伤或重排有关。

为进一步厘清毒素如何损伤细胞,研究团队对智利六眼沙蛛毒素进行结晶,并拍摄其与细胞膜目标分子结合时的X射线结构。研究人员在酶的活性位点观察到清晰的细胞表面分子信号,显示该酶如何剪断分子头部并将其转化为环状结构。

此外,研究团队将毒素在结合目标分子前后的结构进行对比,发现毒素在结合后发生构象变化,提示其在附着细胞表面时被激活,并在结合后开始对细胞造成损伤。

咬伤风险与治疗现状

隐士蜘蛛通常栖息在木堆、衣橱、枕套等阴暗隐蔽处,可能在偶然情况下与人接触。研究人员称,这类蜘蛛并不具攻击性,但在受到威胁时可能咬人。其咬伤最常见表现为严重皮肤创伤,部分病例可能需要植皮;毒素也可能损伤红细胞,并导致危及生命的肾功能衰竭。

研究人员指出,隐士蜘蛛咬伤造成的病变与耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等细菌感染引发的溃疡相似,临床上可能出现误诊。在美国,目前尚无获批的治疗方法,尽管南美已有抗毒素可用。

研究团队表示,希望该结构性发现能为后续治疗策略提供方向,包括阻断毒素作用,或干扰其与细胞表面的结合,或抑制其对细胞表面分子的化学改造能力。

本文内容转载自The Conversation,采用知识共享许可协议。


分享:


发表评论

登录后才可评论。 去登录