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「看」 那只小鱼是如何拯救人类的

发布时间:2016-07-19 11:18 |  点击次数:


在新西兰东岸的一个潮水潭里,一条小鱼飞快地钻进了一抹阴影中。那是一条三鳍鱼,一种在全世界随处可见的沿海鱼类。它的身体呈带斑点的棕色,与它的同类相比并无特异之处,但是当我们一同漫步在达尼丁南部的海滩上时,Tony Hickey 博士却告诉我们,它就是解开世界上一种极其普遍而致命的疾病之谜的钥匙。每年承受中风病痛的人数高达令人咂舌的 1500 万。全世界共有将近 600 万人死于中风。根据世界卫生组织的统计,中风致死的人数比艾滋病、疟疾和结核加起来还要多,许多人在患病后都留下了移动和沟通能力上的永久损伤。一条鱼能帮上什么忙,着实令人费解。

中风是指由于脑部血液供应受到阻碍,组织缺少氧气和营养供应而引起的损伤。Tony 解释道,这种缺氧或说低氧状态,正是三鳍鱼每天都会经历的状态。「在退潮时水温较高,水体里溶解的氧气较少,这时潮水潭就立即形成了低氧环境,就跟中风时感受到的缺氧差不多。但是这种三鳍鱼却不会受到任何伤害——既没有肌肉损伤,也没有脑部损伤。从它们身上,我们也许可以学会如何在发生中风时保护脑部。」

还有一点,新西兰沿海的广大地带中栖息着数量繁多的三鳍鱼种类。「如果我们能找到两种亲缘关系极其密切、几乎属于同类的鱼,生活在潮水潭里的那种可以承受低氧环境,生活在深海里的那种却不行,那么我们很有可能找到这种鱼之所以适应低氧环境的决定性因素。」

在犁足蛙的帮助下,这种物种间比较已经通过器官移植取得了进展。冬天时,这种青蛙可能会冻得硬邦邦的,但是当它解冻时却没有任何内伤。这是为什么?研究人员发现,随着气温下降,这种青蛙将会大量产生葡萄糖,灌注到它们的器官中,增加血液的摩尔浓度并防止冰晶的形成——这种惊人的办法可用于增强移植器官的存活时间,使得它们能够尽可能远地被运输到需使得它们能够尽可能远地被运输到需要的地方去。按照从前的方法,从捐赠者身上摘除的器官可以保存大约六个小时——但是根据研究人员开发出来的灌注合成葡萄糖的方法,器官可以冷藏最多四天。



Tony 是奥克兰大学生物化学和比较生理学的一名研究人员和讲师,他看待生命的方法与众不同,他常常能找到我们往往容易忽视的事物之间的关联。作为一名融合了医生、外科医生、生物化学家和动物生理学家等诸般技艺的小组的成员,Tony 不仅推进了医学研究,也为生物多样性点燃了一线曙光。

尽管如此,Tony 说,他的研究所能到达的实践并非总是显而易见的。

「尽管我们所做的大量工作在别人看来都是深奥的纯科学研究,但这往往正是理念产生剧变的地方——通过向动物学习,我们可能取得重大的进步并实际解决问题。与其研究已经被证明对这类问题无用的人类生理系统并逆向推导,我们应该将目光放到那些已经解决了这类问题的生理系统上。」

Tony 对动物环境和人类医学之间的联系研究已经产生了一些不同寻常的双向影响,同时,「运气还不错」。他研究了生物化学和种群遗传学。在攻读硕士学位期间,他进行了一次南极之旅,这激发了他研究在极端环境下动物适应能力的科学热情。随后,在一家糖尿病研究公司的工作使 Tony 燃起了对另一个项目的研究热情:线粒体。在 Tony 的诸多工作中,线粒体是他的工作重心,它联系着所有多细胞生物,是研究物种适应性和人类及动物疾病状态的不竭源泉。



我们会面时,他刚好听说他的一项线粒体研究的出版物已被提名为《美国生理学期刊》的 2014 年年度最佳。Tony 和他的学生之一使用 ADInstruments Working Heart 系统来研究心脏线粒体如何根据实时获得的氧气产生 ATP。

「我们想要观察到在低氧状态时心脏线粒体是如何工作的。突然之间它们开始大量地消耗 ATP——我们认为我们实际上在实验中犯了一个错误——它们消耗 ATP,几乎与它们产生 ATP 的速度相当。」

这使得他们得到了一个糖尿病患者在心脏病发作时非常重要的观察结果。「我们使用糖尿病心脏进行重复试验时,我们发现它们与正常心脏一样消耗 ATP,但是当它们在正常制造 ATP 时,量却减少了。」

Tony 对研究项目的热情似乎永无止境——正像他手头的项目清单一样。他正在与健康研究委员会和奥克兰医学院胰腺炎研究小组一起研究在脓毒症和胰腺炎中线粒体的作用。并和 Human Nutrition Unit 一同探索肥胖症中的线粒体作用和多器官功能衰竭。他最近在热中风和心力衰竭方面获得了重大突破。如果这还不够的话,他还利用他的研究来测量气候变化和海洋酸化的影响。他还教书。

我们非常自豪我们能够支持 Tony 这样的科学家,他们倾注了无数的能量与热情到手头的工作中——同时也非常自豪我们参与了这些令人叹为观止的科学实验。