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6亿年前的“不死生物”竟是癌症克星!

      提到海绵,你的脑海中先想到什么?海绵垫 ?

  

  海绵球?

  

  还是化妆小能手海绵蛋?

  

  哈哈~嘻嘻~其实说的是我的同胞啦!

  

  海绵生物量约占海洋物种总生物量的十五分之一,是海洋中生物量仅次于珊瑚的第二大物种。

  

  全世界大约有各种海绵10000到15000种左右,也算是海里的活化石了。与海鞘兄弟类似,海绵在海洋之中也有着广泛的分布。

  

  

  人类已知体型最大海绵:大如货车 。去年8月,美国国家海洋及大气总署(NOAA)及夏威夷大学的科学家,利用水底探测仪器在海洋保护区调查时,意外发现这个超巨型海绵。

  海绵不是植物是动物

  

  海绵虽然被称为“海中的花和果实”,看上去似植物一般,实际上是一种动物。

  因为海绵虽未形成组织和器官,但海绵细胞共同捕食、分工消化,所以被认为是动物界器官形成的开始。

  最简单的细胞动物

  

  海绵被认为是最原始、最低等的水生多细胞动物,既没有头,也没有尾,没有躯干和四肢,更没有神经和器官。

  最懒的海底动物

  

  所谓的靠山吃山,靠海吃海,说的应该就是它!

  

  海绵的体表有许多凸起,凸起的旁边有许多小孔,称为进水小孔,凸起的顶端有一个大孔,称为出水口。海水就从小孔流进去,又从大孔流出来,那些微小的生物随着水流进入海绵体内,成为“自投罗网”的食物。

  海绵如何“生孩子”

  

  海绵动物的生殖方式与其他多细胞动物相似:卵细胞受精后经过卵裂、囊胚各发育阶段。

  但惊人的是海绵动物都具有非凡的再生能力。它比抛肠后能长新肠的海参、断肢后会重新长出完整个体的海星等动物的再生能力更为高强。我们都知道动画片中的海绵宝宝具有不死之身,即使身体如何被破坏皆可恢复原状,有分身、缩小、变大的能力。

  这就不得不提海绵的“绝活”,如果你把海绵剪碎,融成单细胞悬液,它一样能活,然后还互相融合成新的海绵。这是任何现有其他多细胞动物都做不到的。

  采  天然海绵的采摘历史

  早在很多年前,人们就开始大规模地养殖、利用这种古老的海洋动物。自古希腊时期,天然海绵就被采摘作为上等的个人卫生和身体护理工具,克里特岛的壁画中、荷马的伊利亚特和奥德赛中、亚里士多德、柏拉图的一些作品中都提到了天然海绵的使用。

  

  天然海绵的第一次采摘:约300多年前,在Kalymnos岛上,一个潜水员在身上没有任何安全保护装置的情况下,怀里抱着一个15KG的大石头沉入水下,从海床上割下海绵、放在网里带回船上,完成了一次海绵的采摘过程。那时,一个潜水员可在水下停留3-5分钟,最深到30米处。过程非常危险,并且每次的收获也寥寥无几。

  

  海绵采摘上岸后,经过反复滤洗,去除海藻、沙石、细碎贝壳等海洋杂质,再经修剪,漂色等46道全人工工序完成。虽然现在,海绵养殖已经日趋衰落,但这并不意味着海绵已经失去了价值。从海绵之中得来的抗癌新药艾立布林(Eribulin),如今也在医学界得以大放异彩。

  药抗癌药软海绵素B的发现

  20世纪80年代,致力于海洋来源药物合成的一批化学家,成功地在多种海绵之中发现了软海绵素B(Halichondrin B)。

  在极低浓度之下,软海绵素B即具有显著而广泛的抗癌活性,这令研究者们欣喜不已。

  

  然而幸福就是如此短暂,科学家们认识到了问题的严重性——以软海绵素B的结构,以及它在海绵之中的含量,无论是从海绵之中提取还是人工全合成均是一个不切实际的幻想。

  说明软海绵素B的同分异构体高达40亿个。每吨海绵之中仅仅能提取临床试验用量的4%。

  转折勇士出现哈佛大学的一个化学研究小组勇敢地开始了针对软海绵素B全合成的挑战,并于1992年成功发现了解决合成难题的关键一步。

  与此同时,日本著名的跨国制药企业卫材(Eisai)和哈佛大学的团队建立了合作关系。

  他们发现,软海绵素B的一种衍生物(即后来的艾立布林)能够在大大简化合成路线的同时,提供相似的抗癌效果(见下图)。

  艾立布林(图Ⓑ)尽管结构依旧复杂,但和软海绵素B(图Ⓐ)比起来,已经大大降低了合成难度。

  

  艾立布林的抗癌原理

  艾瑞布林通过结合 vinka 生物碱结合域而产生细胞毒性,进而引起球状微管蛋白聚集,导致有丝分裂过程中止及细胞死亡。

  艾瑞布林可通过 PI3K 通路、血管和上皮间质的转化等通路抑制细胞内的信号传导。

  目前的数据支持艾瑞布林可潜在应用于以下肿瘤:●乳腺癌●肺癌●前列腺癌●尿路上皮癌●软组织肉瘤

  早在2010年,艾立布林即被美国食品药品监督管理局(FDA,最权威的药品监管机构之一)批准治疗乳腺癌。

  2015年末,艾立布林也和曲贝替定(海鞘中的成分·参考大美科学其他文章)一起,成为了“癌王”软组织肉瘤患者的新希望。

  顾莹,科普作者、图书译者,参译科普著作《科学速览》、《92种元素组成神奇宇宙》


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