可以帮助治疗创伤患者并促进人类长途太空旅行的微小蠕虫

“在你温暖和死去之前，你还没有死。”这句话反映了临床观察，包括挪威北部特罗姆瑟大学医院的医生的观察，他们治疗了几个小时没有心跳的病人，只要他们也很冷。

1999年，29岁的AnnaBågenholm在一次滑雪事故将她送入河中的冰层后，在13.7摄氏度(56.7华氏度)的体温中幸存下来。她的心脏好几个小时都没有跳动。这个故事后来被BBC转播了。

现在，奥斯陆的一组研究人员更接近于解释在经历深度冷却的细胞中会发生什么。

他们的工作与冬眠和意外体温过低有关。它对治疗医院的创伤患者、阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病产生了影响，并且在未来可能会帮助人类在太空旅行。

“这个项目在几年前作为一个雄心勃勃的硕士项目开始了，学生想研究一些很酷的东西。有义务，我们开始研究与冷反应有关的蛋白质，”生物化学和分子科教授RafalCiosk说奥斯陆大学生物科学系生物学。

“我们开始在我们最喜欢的模式生物线虫秀丽隐杆线虫中观察它们，”他说。

这种名为秀丽隐杆线虫(C.elegans)的小蠕虫更广为人知，它长约1毫米，广泛用于生物学研究。它的“剥削者”获得了三项诺贝尔奖。

冬眠的蠕虫延长了它们的寿命

通过他们的研究，Ciosk和他的同事们意识到，人们对机体对寒冷的反应知之甚少。

他们发现，如果以特定方式冷却秀丽隐杆线虫，它们将存活很长时间，而不会影响其总寿命。

研究人员将蠕虫在4摄氏度(39.2华氏度)下保持一周，然后将它们从寒冷中取出并测量它们的寿命。值得注意的是，总寿命比常温培养的动物长一周。

“看起来他们正在冬眠，这是这种有机体以前没有描述过的东西，”Ciosk说，并继续说

“我们开始研究这种生物体中发生的事情，并且在对这个模型进行遗传学研究时，我们意识到我们可以做一些操作，使这些动物在寒冷中的生存更加有效。”

铁储存蛋白是关键

通过遵循一个特定的操作，他们意识到增加一种叫做铁蛋白的特定蛋白质的水平，一种储存铁的蛋白质，可以强烈地抵御寒冷。

铁对我们来说是必不可少的元素，但游离铁可能有毒。铁蛋白制造出巨大的纳米笼，可以容纳数千个铁原子，从而使以安全无毒的方式储存和运输铁成为可能。

Ciosk解释说，他们还测试了这是否可能与哺乳动物细胞有关。他们选择了神经元、大脑和神经系统中的神经细胞，这些都是非常敏感的细胞。

“我们发现，当我们在这些细胞中诱导铁蛋白并将它们暴露在寒冷中时，铁蛋白具有保护作用，”他说。

研究人员还发现，用药物模拟铁蛋白的作用也对神经元有益。

“我们能够证明我们可以使用一个非常简单的模型系统并确定哺乳动物细胞中保守的防寒途径。这可以开辟治疗体温过低和潜在的神经退行性疾病的新方法，”Ciosk说。

在太空中冬眠?

你可能会认为这种微小的秀丽隐杆线虫与人类几乎没有共同之处。

“生理学非常不同，但在基本细胞水平上，许多过程是保守的。细胞的工作方式在不同物种之间非常相似，”Ciosk解释说。

灵长类动物很少冬眠，但马达加斯加有一些狐猴冬眠的例子。

“在秀丽隐杆线虫和神经元细胞中，我们过度表达了铁蛋白，然后证明它有好处。但是，显然，铁蛋白在那些冬眠的灵长类动物中自然表达。这可能是它们在自然界中在寒冷中生存的方式，”Ciosk说。

人类不会冬眠，但建议进行类似冬眠的睡眠，以促进未来某个时间的长途太空旅行。

将创伤患者降温至10度

一个更及时的应用是为医院的病人降温。

Ciosk解释说，临床上以多种方式使用冷却。通过适度冷却，患者的体温降至32-33摄氏度(约90华氏度)。然而，在深度冷却中，体温将降低到大约10摄氏度(50华氏度)。

“这是在冬眠动物的范围内，”他说。

在美国的一家医院进行了探索深度冷却的临床试验。

与阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病有关

该小组在奥斯陆进行的研究也与阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病有关。

“在我们正在试验的神经元中，我们正在研究与寒冷相关的退化。几年前，一项研究表明，某些寒冷诱导的蛋白质对各种神经退行性疾病具有保护作用，”Ciosk说。

“所以，如果你发现冬眠者如何在寒冷中保护他们的神经元，你可能还会发现与患者相关的途径，”他解释道。

奥斯陆研究人员的下一步是将他们在秀丽隐杆线虫和培养的神经元中发现的东西转移到体内哺乳动物模型中。