美國時間19日，美國科羅拉多大學波德分校(University of Colorado Boulder)研究團隊的一項發表，深入研究了蟒蛇(python)在進食過程中，心臟發生的重塑性變化，並期待藉由研究蟒蛇心臟變得柔軟、有彈性的機制，探索出為人類心臟疾病帶來創新醫藥的契機。這項研究發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)。
 
蟒蛇能夠吞食比自己大上數倍的獵物，但除了消化系統發生的變化，蟒蛇的心臟在吞食過程中也會快速變化，例如氧氣消耗增加、血液運輸提升、尺寸膨脹等等，這些快速反應需要柔軟且有彈性的心臟才能達成，也與許多人類心臟疾病的特性——變得僵硬(stiff)、纖維化——形成對比。
 
這項研究的通訊作者、科羅拉多大學波德分校分子細胞與發育生物學系特聘教授Leslie A. Leinwand，除了是一位長期研究蟒蛇、希望將科學發現轉化為人類醫藥的科學家，也投入生技創業。
 
她曾共同創辦的Myogen，在2006年以25億美元出售給吉立亞醫藥(Gilead)，另一家MyoKardia，也在2020年以131億美元出售給必治妥施貴寶(BMS)。
 
Leinwand表示，蟒蛇的心臟相較於哺乳類心臟要柔軟許多。在她帶領之下，研究團隊比較了兩批球蟒(ball pythons)，一批禁食了28天，一批在研究24小時前剛吃完一隻大鼠。他們透過解剖發現，蟒蛇心臟的肌纖維蛋白(myofibril)，與禁食蟒蛇相比，在進食後24小時內會變得非常柔軟，心臟卻會產生更強的力量，也變得更有彈性。
 
研究團隊進一步分析蟒蛇進食後心臟在基因表現的變化，並藉由顯微影像技術，發現剛進食的蟒蛇，其染色質(chromatin)比禁食的蟒蛇染色質還要來的鬆，意味著牠們的基因表現正在經歷變化，且其中一群與調控基因的蛋白質Sirtuin有關。
 
Leinwand表示，Sirtuin是控制染色質鬆緊度的「主宰調控者」，也被認為與卡路里攝取控制的正向反應有關。研究團隊認為，了解蟒蛇用來重塑心臟分子途徑的方式，能夠幫助開發人類心血管疾病的醫藥，例如讓僵硬的心臟變得柔軟、更好地輸送血液。
 
未參與此研究的丹麥奧胡思大學(Aarhus University)生理學家Tobias Wang表示，這項研究專注在蟒蛇心肌的功能，從心肌細胞功能的層次切入，提供科學家過去未曾有過的觀點。
 
接下來，Leinwand將會檢視這套進食後心臟變化機制在其他蟒蛇物種的模式，例如緬甸蟒；此外，也會更深入的研究Sirtuin所扮演的角色，或是蟒蛇其他器官在進食後發生的變化。
 
參考資料：
https://www.fiercebiotech.com/research/how-pythons-survive-swallowing-massive-meals-may-help-develop-new-human-heart-medicines
 
(編譯 / 吳培安)