揭開鯊魚皮的秘密: 下一個醫學奇蹟?
鯊魚在野外受傷後具有驚人的癒合能力,顯示出與其他魚類不同的明顯韌性。雖然這種癒合能力尚未在受控實驗室條件下得到科學記錄,但在鯊魚皮膚中發現的一些化學物質可能具有重要的生物醫學潛力。為了研究這種可能性,瑞典卡羅林斯卡研究所的兩位皮膚病學研究人員在伍茲霍爾的海洋生物實驗室(MBL)對一種小型鯊魚–白斑角鯊(Squalus acanthias)和其他軟骨魚類進行了研究。
他們的目標是了解這些動物皮膚的獨特生化特性。先前其他實驗室對鯊魚的研究已經開發出一種新型抗生素,並發現了與囊性纖維化研究相關的生化途徑。
位於伍茲霍爾海洋生物實驗室的小型鯊魚物種白斑角鯊(Squalus acanthias)。圖片來源:Etty Bachar-Wikström
卡羅林斯卡醫學院皮膚病學副教授兼首席研究員雅各布-維克斯特倫(Jakob Wikström)和高級研究員埃蒂-巴哈爾-維克斯特倫(Etty Bachar-Wikström)在MBL研究了兩種鯊魚及其近親小鰩魚的皮膚黏液。絕大多數魚類的皮膚都比較光滑,有一層厚厚的黏液保護著,而鯊魚的皮膚卻很粗糙,摸起來像砂紙一樣。這種皮膚是否有黏液保護層並不明顯。
鏈貓鯊(Scyliorhinus retifer)是四種已知具有生物螢光的鞘鰓類(鯊魚、鰩、鰩和鋸形魚)之一。圖片來源:Jakob Wikström 和Etty Bachar-Wikström
Wikström說:「出於顯而易見的原因,人們對魚類生物學的了解遠遠多於鯊魚生物學。因為魚類更容易處理,商業利益也更大。他指出,鯊魚當然也是魚類,但99 %的魚類都是骨質物種(骨魚類),與軟骨鯊魚和鰩魚(軟骨魚類)有著極大的不同。”
他們對黏液層的初步研究成果最近發表在《國際分子科學期刊》。Bachar-Wikström說:”我們發表這篇論文的目的是在分子層面上描述鯊魚皮膚的特徵,這一點還沒有深入研究過。”
他們的研究發現,鯊魚皮膚上有一層很薄的黏液層,其化學性質與多骨魚的黏液層不同。她說,鯊魚黏液的酸性較低,幾乎呈中性,而且與一些哺乳動物黏液(包括一些人類黏液)相比,鯊魚黏液的化學性質與多骨魚黏液更為相似。
Wikström 說,這進一步證明了”鯊魚的分子生物學是獨一無二的,它們不是遊來游去的其他魚類。它們擁有獨特的生物學特性,或許可以從中衍生出許多人類生物醫學應用。例如,說到黏蛋白(黏液的一種主要成分),人們可以想像,可以從中開發出不同的傷口護理外用療法。”
先前研究人員已經從鱈魚中提取了傷口治療產品,他們認為有可能從鯊魚中提取出類似的物質。Bachar-Wikström補充說:「除了與人類相關之外,了解這些神奇動物的特性、更多地了解它們以及它們如何在環境中生存也很重要……我認為這只是更深入地了解分子的第一步。”
正在進行的研究和未來展望
這對搭檔正在撰寫一系列論文,以進一步描述這些物種的獨特生化特性,包括鏈貓鯊(Scyliorhinus retifer)、小鰩魚(Leucoraja erinacea)和白斑角鯊。這些論文包括在單細胞層級上對皮膚中不同細胞類型的深入研究,也更詳細地研究了鯊魚皮膚的癒合能力。
Wikström說:”在進化過程中離我們很遠的動物仍然可以為我們提供與人類相關的非常重要的信息。”他說,雖然對斑馬魚的傷口癒合進行了大量研究,但”還沒有人真正對鯊魚進行過同樣程度的研究,所以這很令人興奮,因為我們真的不知道會發現什麼。這是一項探索性研究。”
研究人員說,MBL 提供的特殊資源使這項工作成為可能,其中包括大量收集的相關物種標本,以及在處理這些標本方面經驗豐富的專家。Wikström說:”這確實是他們獨一無二的能力。美國或世界上擁有這種能力的地方並不多”。