墨西哥作为蝎种多样性丰富的国家，其境内的Centruroides属蝎子所引发的螫伤事故是重要的公共卫生问题。其中，Centruroides bonito是近年来在格雷罗州新发现的物种，有致人中毒的记录，但其毒液成分尚未被系统解析。来自墨西哥国立自治大学生物技术研究所的Lourival D. Possani教授及其团队在Toxins期刊上发表了一项研究，从C. bonito毒液中分离并鉴定了五个作用于钠离子通道的新型多肽毒素，并评估了其生理功能及其中和策略，该研究对于理解该物种的毒理机制和开发特异性抗毒血清具有重要意义。

研究过程与结果

本研究以Centruroides bonito的毒液为研究对象，旨在系统鉴定其中的钠离子通道毒素，并阐明其功能特性与潜在的应用价值。研究首先通过小鼠实验确定了C. bonito粗毒液的半数致死剂量 (LD50) 为16.7 μg/20g体重，证实了其强烈的哺乳动物毒性。随后，研究人员采用了一套经典的蛋白质组学技术路线对毒液成分进行分离纯化：首先利用Sephadex G-50凝胶过滤层析将80mg粗毒液初步分为三个组分，基于经验选取富含神经毒素的组分II进行后续的羧甲基纤维素 (CMC) 离子交换层析，进一步分离出14个亚组分。最后，通过反相高效液相色谱 (RP-HPLC) 对其中毒性最强的亚组分 (II-11至II-14) 进行精细分离，最终成功获得了五个纯化的多肽，命名为Cbo1至Cbo5。

亚组分II-11至II-14精细纯化图谱

通过Edman降解N端测序结合酶切 (AspN, GluC) 片段测序，研究人员解析了这五个多肽的完整氨基酸序列。质谱分析显示，Cbo1至Cbo4由66个氨基酸残基组成，Cbo5由65个氨基酸残基组成，所有多肽均通过四对二硫键稳定其三维结构，分子量在7.5-7.8 kDa之间。序列分析揭示，Cbo2和Cbo3仅在第30位存在一个保守的氨基酸差异 (精氨酸/赖氨酸)，导致两者在色谱上难以分离。系统发育分析表明，Cbo1至Cbo4与已知的β型钠通道蝎毒素 (β-NaScTx) 高度同源，而Cbo5则位于一个包含对非哺乳动物特异性毒素的独立分支上。

功能表征是本研究的核心。利用表达不同亚型 (hNav1.1-1.7) 人源电压门控钠通道的细胞系，通过膜片钳电生理技术评估了这些毒素的活性。结果显示，Cbo1至Cbo4均表现出典型的β型毒素特征，即能够使通道激活曲线向超极化方向移动，并不同程度地抑制峰值电流。其中，Cbo1对hNav1.6通道具有高度选择性；Cbo2/Cbo3混合物对hNav1.6作用较弱；而Cbo4则是一种“广谱”毒素，可显著影响hNav1.4、1.5和1.6等多种通道亚型的功能，并延缓其失活过程。与之相反，Cbo5在所有测试的钠通道亚型以及小鼠、蟋蟀和淡水虾的活体实验中均未表现出任何毒性，其生理功能仍是一个谜。

在应用探索层面，研究评估了本实验室前期开发的四种单链抗体片段 (scFvs: 10FG2, HV, LR, 11F) 对C. bonito毒素的中和潜力。表面等离子共振 (SPR) 结合分析显示，scFv 10FG2和HV能高效结合Cbo1、Cbo2和Cbo3，而针对活性最强的Cbo4，仅有scFv 11F能与之结合，但解离速率较快，中和效果有限。这为后续通过抗体定向进化技术优化其中和活性提供了关键靶点和方向。

单链抗体片段 (scFvs) 与毒素相互作用的传感图

研究总结

本研究全面鉴定了Centruroides bonito毒液中的五个钠离子通道毒素，揭示了其多样的功能特性，并评估了重组抗体对其的中和潜力。该工作不仅丰富了蝎毒素数据库，为钠通道结构与功能研究提供了新的分子工具，更重要的是，它为开发针对这种新型危险蝎种的特异性、高效价抗毒血清奠定了坚实的分子基础。通过进一步优化对Cbo4等关键毒素具有高亲和力的中和抗体，有望构建出能够全面覆盖C. bonito乃至其他近缘蝎种毒液成分的“广谱”重组抗毒血清，为临床治疗提供新的解决方案，具有重要的科学价值与公共卫生意义。

​

主编：Jay Fox, University of Virginia, Charlottesville, USA

期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。

本文转自MDPI生物与生命科学，仅供学习交流