人體蛋白質

人體蛋白質魅力何在隨著科學家成功地破譯生命密碼的人類基因組之後,一個以揭示蛋白質功能與結構為研究重點的後基因組時代也拉開了它的帷幕。
2001年,人類基因組圖譜公佈後,人們發現人類基因數目只比低等生物線蟲或果蠅多兩倍。如此少的基因是怎樣創造出人類如此複雜的生命活動的呢?
答案就是蛋白質。也就是說,人體內真正發揮作用的乃是蛋白質,蛋白質扮演著構築生命大廈的重要角色。搞清蛋白質的結構與功能,將有助於開發出診斷疾病的新方法和治療疾病的新藥物。
蛋白質圖譜研究是生命科學的前沿之一。專家認為,繪製生物的基因組圖譜只是研究生命活動規律的第一步,更重要的是弄清基因所編碼的各種蛋白質的功能及相互作用,因為幾乎所有的生命活動都要靠蛋白質來完成。蛋白質組學的研究無論是工作量還是技術難度,都比基因組學的研究要複雜得多。
儘管如此,但經過科學家們的努力分析和潛心研究,繪製微生物類蛋白質組圖譜和解析生物蛋白質等方面的工作,目前已成果不斷,這為人體蛋白質組圖譜的繪製開闢了光明的前景。
在繪製微生物類蛋白質組圖譜方面,法國捷足先登。2002年1月初,法國哈伯裡健尼克斯公司宣佈繪製成功一幅蛋白質組圖譜,揭示出了幽門螺旋桿菌體內蛋白質組相互作用的關係。專家們認為,這將有助於研究這種細菌體內各種蛋白質的功能,尋找治療胃腸疾病的新方法。
繼法國之後,德國與加拿大科學家最近又公佈了釀酒酵母的部分蛋白質組圖譜,並根據這一圖譜發現了蛋白質復合體之間的交換作用具有動態特性。
對此,科學家認為,具體弄清這種特性可能有助於找到人體組織、器官和細胞等發生病變的機理。蛋白質組與基因組相對應,但又與基因組有根本區別。一個有機體只有一個確定的基因組,組成該有機體的所有不同細胞都共享一個確定的基因組。而蛋白質組則是一個動態的概念,不僅在同一個機體的不同組織和細胞中不同,而且在同一機體的不同發育階段、不同生理狀態甚至不同的外界環境下都是不同的。
科學家認為,在後基因時代,最重要的工作就是弄清基因的全部蛋白質產物的結構和功能。蛋白質的功能取決於蛋白質的結構,蛋白質的結構可以給人類提供一個蛋白質是否正常的信息,例如鐮狀血紅細胞疾病來源於蛋白質的缺陷,老年癡呆症來源於蛋白質的結構錯誤。由於這項研究涉及全人類的健康及製藥產業的巨大利益,所以它已經成為新世紀科學發展的最大熱點。
蛋白質的研究與開發極具魅力的一個顯著特點是其實用性,它的研究信息有可能直接應用於生物技術產業中,產生出極大的商業前景。
德國海德堡大學的科學研究小組對釀酒酵母進行了蛋白質組的研究。科學家首先對其1700多個蛋白質以同源重組方式進行標記,然後通過質譜分析確證了232個蛋白質復合體,並新發現了344個蛋白質在細胞中可能具有的功能。德國媒體評價說,在人類基因組破譯階段德國處於落後地位,而上述發現則標誌著德國在後基因組研究中處於領先地位。
加拿大多倫多大學的科研小組也對釀酒酵母進行了類似的研究。他們的研究結果與德國科學家的研究結果共同公佈在同一期《自然》雜誌上。
另外,日本北裡大學和名古屋大學的研究小組最近也宣佈,它們的研究人員已經在納米水平上對人和果蠅等63種生物進行了研究和分析,並在此基礎上繪製成了大約52.26萬個蛋白質的立體結構預測模型。
近日又有報道說,這一研究成果現在已經開始用於研究艾滋病病毒對藥物產生抗藥性的抗藥機制。前不久,日本文部科學省還決定從2002年4月開始實施一項名為「蛋白質3000」的大型生命科學研究計劃。它的實施目標是,爭取在5年之內解析3000種蛋白質的結構與功能,並盡可能多地獲得這項研究的專利。日本東京大學科學家加籐茂明最近發現了兩種新的蛋白質復合體,這兩種物質具有抑制乳腺癌細胞增殖的作用,因此可望被用於新型抗癌藥物的開發。這兩種蛋白質復合體分別被稱為「TRRAP」和「GCN5」,它們是通過抑制細胞功能來抑制癌細胞增殖的,即它們能夠阻礙蛋白質與細胞內被稱為ER的雌性激素受體結合,因而可以大幅度地抑制癌細胞的增殖。日本神奈川科學技術研究所還揭示出了與白血病有密切關係的「c-Myb」和「c/EBPβ」這兩種蛋白質的立體結構及其作用機制。日本橫濱市立大學教授緒方一博士指出,這一發現不僅有助於查明正常細胞形成和癌細胞發生的機制,而且它將成為診斷和治療癌症的新線索。蛋白質是腦細胞的主要成分之一,約占腦重量的35%,在人的記憶、語言、思維、神經傳導等方面發揮著重要作用。日本大阪大學遠山正彌教授最近發現,一種名為「PS2」的蛋白質能引發老年性癡呆症,這一發現為進一步開發出新的治療老年性癡呆症藥物提供了可能。
美國科學家新近研究發現,俗稱早老性癡呆症的阿爾茨海默氏症有朝一日也許能通過驗血得到早期發現和診斷。根據此前研究證實,在患者出現癡呆症狀之前的10到20年,大腦中的貝塔-澱粉蛋白就開始積聚,當這些蛋白積聚到一定程度就會形成蝕斑。有理論認為,正是這些蝕斑損害了患者腦細胞,導致大腦功能衰退,並引發其他症狀。美國國家衛生研究所和日本物理化學研究所的研究小組還發現了一種與大腦記憶有關且有控制食慾作用的蛋白質。這種被稱作「蕈毒鹼性受體」的蛋白質,除了具有減肥效果外,還有助於查明引起過食症的病理機制,進而為研究出治療過食症的方法開闢了道路。研究人員山田對此指出:「如果開發出能夠抑制這種蛋白質作用的藥品,那麼過食症就可以得到有效的治療。」日本東京大學藥學系新井洋由教授最近發現了能促進膽固醇合成的蛋白質「SPF」。研究人員將製造SPF的基因植入經過培養的肝細胞內,結果發現肝細胞內膽固醇的合成量升高了20倍以上。據認為,如果進一步開發出能抑制SPF蛋白質製造膽固醇機能的藥物,將給高血脂症患者帶來福音。基因的主要功能是通過其表達產物———蛋白質來實現的,而蛋白質在合成之後,又具有它們相對獨立的修飾、轉運和相互間的作用能力,同時還具有對外界因素發生反應的能力。
日本現在已把人工合成蛋白質的研究作為政府蛋白質科研計劃的重要組成部分,日本的一些大學和機構在這方面的研究也不斷有新成果問世。日本大阪大學中村敏一和松本邦夫兩位教授最近成功地合成出能阻止癌細胞擴散的名為「NK4」的蛋白質。經過在動物體內試驗證實,這種蛋白質對胰腺癌、肺癌、乳腺癌和膽囊癌四種癌症很有療效。松本教授說,許多癌細胞都能攻擊人體內分佈很廣的纖維母細胞,使之釋放出肝細胞增殖因子(HGF)。這種因子與癌細胞表面的受體結合後,癌細胞就會向周圍組織進行擴散。兩位教授解析了肝細胞增殖因子的結構後合成出了「NK4」。試驗結果表明,「NK4」能作用於癌細胞的受體,使之無法與肝細胞增殖因子結合,因而防止了癌細胞向正常組織擴散。日本角弘公司最近發表報告說,公司研究人員已經從大馬哈魚的鼻軟骨中提取出了用途廣泛的高純度蛋白多糖。蛋白多糖是由蛋白質和葡萄糖胺聚糖構成,存在於動物的關節軟骨中,起關節潤滑劑的作用。研究人員將50條大馬哈魚的鼻軟骨粉碎、脫脂、乾燥,再去除骨膠原,結果從中提取出了約1.4克蛋白多糖。這種物質可用來製作治療關節炎的藥物和化妝品等。迄今為止,這種蛋白多糖是從鯊魚和牛的軟骨中提取的,市場售價每克約30萬美元。據角弘公司說,用大馬哈魚的鼻軟骨做原料,可把蛋白多糖的製作成本降低到原先的十分之一以下。
為了盡快研製出征服人類各種疑難病症的新藥,美、歐、日等科技發達國家都在加緊這項新技術研究與開發。與此同時,世界各大生物技術公司也都在為研究開發蛋白質組投入大量資金。美國《科學》雜誌說,今年世界上就將有可能出現以蛋白質為基礎的新型藥物靶標,可以說人類利用蛋白質藥物來治療疾病已經為期不遠。

生命現象

生命現象新發現美國的科學家在美國的哈佛大學和斯坦福大學進行研究,發現催眠能影響視覺感官,催眠術不僅能影響人們的思想,同時可使人們的視覺感官產生差異。
談到催眠術,人們往往聯想到魔術和一些特別的把戲。但是催眠術也可以用在醫學方面,治療痛症、焦慮和恐懼等,甚至能幫助煙民戒煙。
早些時候的研究表明,每10個人之中,有6個人較容易被催眠,兒童接受催眠的比例將更高。人們被催眠後大腦對事物的感知出現很大的差異。美國的科學家對一些志願人士進行催眠,利用大腦掃瞄儀器觀察他們的大腦變化。然後科研人員讓被催眠者看一些黑白照片,但卻告訴他們這是彩色照片。當科研人員做了這樣的暗示後,大腦掃瞄器顯示被催眠者的血液大量湧進大腦裡負責處理顏色視覺的部分。這個發現顯示,被催眠者不僅「認為」自己看見不同的東西,同時實際上使他「看見」了不同的東西。這種能改變人們感官的作用可以解釋為什麼病人被催眠後能減少痛覺。
然而,科學家承認,雖然他們能夠觀察到催眠術的作用,但仍不能解釋它是怎樣運作的,因為科學家還不能充分掌握被催眠者的大腦變化情況。
科學家最近研究還發現,使用太多的抗癌症藥物使得實驗小鼠早衰。研究人員認為這個研究結果表明哺乳動物可能必須在與癌症抗爭或與衰老抗爭中取得平衡。這個研究是由美國貝勒醫學院病毒和微生物系的研究人員完成。這是首次實驗證明P53基因在衰老中起作用。
P53基因是一個被廣泛研究的抗癌基因,它被認為可以防止細胞癌化、調控細胞生長、促進細胞凋亡、可以修補染色體的損傷。非常有趣的是這次研究結果竟然為一個意外的發現,貝勒醫學院病毒和微生物系的都納霍華教授和他的研究小組本來是想將小鼠體內的P53基因消除,可是他們沒有成功,只消除了這個基因的一部分,在失望之餘,他們就將這些小鼠放到一邊不再理睬了,但是隨著時間的推移,他們發現這些只有部分P53正常基因的小鼠患腫瘤的數量比野生型的同類少得多。他們進而研究發現,這個殘缺的基因促使另外一個P53的備份超常活躍,因此這種小鼠患癌症的機會下降,但是奇怪的是這些小鼠在過了一歲之後就快速地衰老,表現為體重下降、肌肉減少、駝背、皮膚變薄、傷口需要更長時間才能癒合,他們的平均壽命比正常的小鼠縮短百分之二十。
研究結果很具有震撼力,科學家們開始重新思考許多事情,以前生命科學領域認為對細胞造成的損傷,比如說輻射,能造成衰老,這個研究結果表明並不是損傷造成衰老,而是細胞對損傷的反應造成衰老。
人類似乎受著一種無法擺脫的約束,必須在疾病或是衰老中進行選擇。然而無論是疾病還是衰老都有一個共同點:那就是使人痛苦。要麼癌症,要麼衰老,你選擇哪一個?
另外,芬蘭庫爾圖大學的生物學家薩穆利。海勒最近在一份科學報告指出,每生一個男孩,母親的壽命會縮減34個星期。與此相反,生女孩卻可以增加母親的壽命,雖然只有一點點。海勒是在研究斯堪的納維亞半島上薩摩斯人的壽命狀況時發現這一現象的。他們研究的對象都是年齡在50歲以上的婦女。他說:「我們的研究結果顯示,對母親來說,生男孩比生養女孩會對長遠的身體狀況造成相對更大的損害。」這裡面有生理原因,因為男孩在子宮裡成長的速度更快,塊頭更大。一些研究還發現,婦女生下男孩後,到懷上下一胎會花上更長的時間。此外,男胎分泌的睪丸激素會損害母親的免疫系統,讓母親容易患病。此外,男孩更讓母親操心,從而使母親老是處於緊張狀態;而女孩則更多地做家務,幫媽媽分憂。

勞工猝死之謎

勞工猝死之謎泰國曾向海外輸出大批勞工,但一段時期來,這些年輕力壯,毫無病症的泰國勞工相繼在睡夢中大叫一聲,猝然死亡。
神秘死亡事件相繼發生在新加坡、馬來西亞、沙特阿拉伯和文萊等國,引起國際醫學界極大關注,為此,新加坡和泰國的醫學專家們聯合深入到勞工的工地上,進行調查和研究,試圖解開其中之謎,但是多年未有結果。
最近,新加坡、泰國又向美、英等國求援,但是,各國專家們對這種被稱為「東南亞難民夢魘」的猝死症的病因眾說紛紜,沒有一個令人信服的結論。
他們認為,文化衝擊,營養不良,工作環境惡劣,工作時間過長而服興奮劑,血液中低水平的鉀,長期缺乏維生素B1及遺傳因素。飲食習慣和壓力過大等都可能導致勞工暴死的原因。迷信神鬼的泰國勞工們普遍認為,這個半夜裡銷魂奪命的神秘殺手是陰曹地府中寂寞難奈的鬼寡婦,因為這種不明病因的猝死症全部為青壯年男性。
為了躲避這種災難,泰國勞工紛紛在他們工棚的門前掛上木雕的男性生殖器。有的人則乾脆將指甲塗得鮮紅,穿上女人的內衣入睡,用男扮女裝的辦法避免女鬼的糾纏。
前不久,新加坡一批調查人員來到大量向海外輸出勞工的泰國東北部的孔敬府。他們驚訝地發現,許多村莊的入口處皆擺著木雕的男性生殖器。經詢問,原來鬼寡婦的傳說在那裡也十分流行。他們還發現,肆虐海外勞工營的猝死症竟是當地一種地方病。僅有1600人的村莊,在過去的40年裡,已有超過半數的男性村民在睡夢中一命嗚呼。許多半夜猝死的人有家族病史,79歲的馬山甲老漢的3個兒子都是絲毫沒有先兆的情況下,突然橫屍床頭。馬山甲的父親40歲時不明不白猝死,老漢的一個22歲的侄子也在3年前早逝,但是,馬老漢自己和他的兩個兄弟卻都活過古稀之年。泰國衛生部的官員認為,在這個以種稻為主的貧困地區流行的猝死症,是由於長期營養不良造成的。而孔敬府大學的校長則認為收割季節勞動時間過長是其主要的原因,究竟是營養不良,勞累過度、家族遺傳因素呢?還是其他什麼原因呢?
至今,泰國勞工夜半猝死疑案還沒有得到徹底的破解。

神奇的人體發光

神奇的人體發光現象人們都知道,螢火蟲會發光,古人有把螢火蟲當「燈盞」的故事,以訓誡後人勤苦讀書。然而,科學家在實驗中竟發現,人體也會發光,而且是人人都會發光。
1911年,英國倫敦的華爾德。基爾納醫生,在用雙花青染料塗刷玻璃瓶時,意外地發現,環繞人體周圍寬15毫米左右有一發光邊緣。可惜,這一發現當時並未引起人們的注意。
1939年,前蘇聯工程師基利安夫婦(S.V.Kirlian)將被攝物體置於一個由高頻高壓產生器產生高頻電場中,發現活的人體周圍會以一定的節奏發現彩色的光環和光點;而當一個人死亡一段時間後,光環隨即消失。人體某些部位比其周圍部位發出光要強,而這些點正好與中國古代經絡理論中的741個針灸穴位相吻合。這次,基利安夫婦的發現在世界上引起了極大的轟動。
80年代後,世界各地都對人體輝光進行了深入的研究。日本、美國等國利用紅外線技術,在不存在可見光條件的黑夜裡,讓人體輝光清晰地感光在「照片」上。日本通過對人體生物光監控,從中把握人體的新陳代謝,並測定人體生理狀況。那麼,每個人所具有的輝光是不是一樣呢?回答是否定的。一般人發的輝光只有20毫米左右,在正常環境與條件下不易被人眼睛看到。但是有的人所發的輝光很強,一般人用眼睛可以看到。奇妙的世界到處充滿著神奇的謎題,同樣我們人體也是一片未被開發的科學處女地。

怪異的人

長得怪異的人在古希臘神話中,有一個名叫戈爾戈的女妖,相傳誰若是看見了她的面孔,誰就會馬上變成石頭。不過誰也不會認為這是真的。
然而當今美國卻真有一個身體即將變成毫無用處的石頭的婦女,只是她從未碰見過什麼「戈爾戈」。這位婦女名叫拉巴芝,她患了一種極罕見的皮膚器官硬化症,這種病是皮膚和有關組織首先發炎,然後硬化。如果你觸摸她的手就好像觸摸到一個雕像的手,手指生硬得像一隻可怕的爪鉤,她的臉好像戴了面具。醫生檢查還發現,她的心臟、大小腸、肺臟等器官也逐漸硬化成石頭般的東西。另外,她的食道僵硬,吞嚥異常困難,嘴巴只能張大不足1英吋,舌頭幾乎不能活動,說話極費力而且含糊不清。總之,45歲的拉巴芝正在變成一個石雕似的沒用的人。拉巴芝對前來採訪的記者說:「我是一個護士,我知道這是一種慢性的、使人衰竭的病。我的病在1975年開始,有一天早上,起床便感全身痛楚,我以為是感冒了,但並沒發燒,於是照常上班。幾個星期後,痛楚依然持續,一位大夫注意到我的手由於缺少血液而變成藍色。他替我檢查,並告訴我這個壞消息。」
目前,醫學界對這種奇怪的硬化病變還毫無辦法。拉巴芝是生病才變得怪異,而有些人天生就長得怪異嚇人。
在南美洲亞馬孫河流域有個40歲的男人,名叫奧魯加。此人的頭部天生畸形移位。他的臉部長在背後,與身體正面剛好成180度相反方向。最近,巴西國立研究院準備為奧魯加進行頭部朝向糾正手術,但據認為成功率只有50%。
美國俄亥俄州小學女教師艾美的後腦勺上,長有一隻眼睛,成為她奇特的「第三隻眼」。由於她的三隻眼睛只能同時開合,有時會給她帶來不便。為了避免「第三隻眼」分散注意力,平時她用頭髮將這隻眼睛遮住。當她在教室上課時,就把頭髮分開以便觀察教室裡的情形,一些愛搞小動作的小傢伙,都逃不出她的視力範圍。醫生發現她後腦勺上這隻眼睛的視力,比長在頭部前而兩隻眼睛要好得多。前面兩眼患有近視,「第三隻眼」則視力正常。醫生對她這種生理狀態表示困惑。他們說:「從醫學上來說,一個人長有三隻眼睛是十分罕見的。產生這種畸形的原因目前還不清楚。」艾美現年25歲,已有男朋友,正準備結婚,對方並不介意她有三隻眼睛。
而日本科學家於1989年9月21日,在南太平洋斐濟以南80公里的卡達吾小島的淺墓裡,發現一隻獨眼人的頭蓋骨。經化驗證明,那個獨眼人死於1941年至1944年之間,是在第二次世界大戰中死的,距今不到60年。日本考古學家富齊塔在東京對記者說:「這副頭蓋骨並不是化石,是一個在60年前還活著的人的頭骨。因為在頭骨下部有一個子彈洞,說明他是被槍彈打死的,很可能是在第二次世界大戰中被一個士兵打死的。這副頭骨的中央有一個拳頭大小的眼窩,就像希臘神話中描述的獨眼巨人一樣。頭骨有西瓜那麼大。那人起碼有1.8米高。」現代獨眼人頭骨的發現,將改變誰都不敢確信是否曾經有過獨眼人存在的情況。
一些人長得很正常,但身上卻有怪異情況發生。美國舊金山市有一位婦女,名叫貝佛莉。她的腳趾甲上長出可以製成鑽石的重要物質———碳形水晶。這一奇特的功能,為她贏得了一大筆財富。她的腳趾甲長出這種物質,是近幾年才有的。由於這種物質十分堅硬,用普通指甲剪無法剪下來,她便買了一個特製的切割器。每割下一次,相隔一個星期又長出新的「鑽石」來。一般情況下,她每個月可以賣一次「鑽石」。遺憾的是,這種「鑽石」只能用於手工業用途,無法加工成首飾。
馬來西亞有一名10歲大的女童沙拉斯瓦菲的眼睛,不知怎麼竟會流出紙巾來,這種情形已經持續了3個星期。據馬來西亞國家通訊社說,醫學專家對此情形也摸不著頭腦。這位4年級的女學生,3星期前開始眼裡流出紙巾,送往柔佛州的昔加末地區醫院觀察1星期後,醫生也找不到原因,現已出院回家。昔加末醫院的醫生說,她的眼睛腫脹起來,接著便流出一片片紙巾。在她出院前,她共流出大約30片杏仁般形狀的紙巾片。醫生以極度小心的態度處理這事,因為這個女童的事情會引起大家注意。醫院已將沙拉斯瓦菲流出來的紙巾,送交醫學研究所化驗。
1985年5月,一名10歲男學生同樣難倒了醫生,引起全國的注目。他的眼睛在3星期內共流出80粒彩色線球。醫生進行了一連串的試驗後,對此現象仍莫名其妙。