当大自然有答案时，为什么要重新发明轮子?这就是研究员Michael Janech，博士。南卡罗来纳医科大学的研究结果是真实的，它来自仿生学领域，研究人员将自然界视为人类问题的创造性解决方案。在Janech的案例中，他的天生灵感来自海豚，他们似乎有保护性蛋白质，可能包含治疗人类老化相关疾病的线索。最近发表在9月26日Nature的科学报告上的一项研究发现，海豚血清中含有非常高水平的抗氧化蛋白。

MUSC肾脏病学蛋白质组学实验室主任Janech表示，他对这一发现感到惊讶，并对如何在未来的研究中用于帮助人类感到兴奋。海豚能够幸存下来，在不造成伤害的情况下剥夺重要的氧气器官，对人类来说是致命的。在可持续长达90分钟的潜水期间，海洋哺乳动物限制血液流向其肾脏，肝脏，心脏和肺部，以分流更多氧气进入大脑。

当海洋哺乳动物重新出现时，含氧血流会恢复到这些器官，而器官不会受到损害。然而，在人类中，缺氧或缺氧以及再次氧合的相同现象，例如在心脏病发作，中风和急性肾损伤期间经历的，导致释放被认为损害人体器官的自由基。肾脏研究员和蛋白质组学专家Janech很好奇是什么赋予了海豚这种优势。

他说，蛋白质组学是对基因编码的所有蛋白质的研究。“我们试图在细胞或组织或生物体中同时分析所有蛋白质，而不是单个蛋白质。就像基因组学一样 - 当人们观察20,000个基因并观察它们在某些疾病中是高还是低时我们正在用某些蛋白质做同样的事情。“

这不是一件小事。

“有超过100,000种蛋白质变体，但每种蛋白质都可以被修饰。我们根据修改有超过一百万种不同的蛋白质变体。”

由于蛋白质的多样性如此之大，研究人员通常需要高分辨率的质谱仪，使研究人员能够准确地确定蛋白质和其他感兴趣分子的身份。这种专业知识在当前研究的出现方式中派上了用场。当Janech与位于加利福尼亚州索萨利托的海洋哺乳动物中心和位于加利福尼亚州圣地亚哥的国家海洋哺乳动物基金会合作，以确定受到西海岸有毒藻类大量繁殖影响的海狮的生物标志物时，他了解到一些管理的海豚美国海军海洋哺乳动物计划的生活时间远远超过野生动物。

随着年龄的增长，他们正在发展胰岛素抵抗和脂肪肝疾病，这一过程与人类代谢综合征的发展相一致。这一观察提供了难得的机会。

“这不是任何人在大自然中看到的模型，因为海豚在性质上通常不会这么老，”Janech说。

Janech与圣地亚哥国家海洋哺乳动物基金会转化医学研究项目主任Stephanie Venn-Watson以及佛罗里达州芝加哥动物学会萨拉索塔海豚研究项目主任Randall Wells合作。Venn-Watson是海军管理海豚种群的兽医专家，而Wells是国际上受人尊敬的野生海豚生物学专家。

该小组一起试图确定管理海豚的胰岛素抵抗的原因，然后利用人类和海豚相似性的知识来找到治疗这两种物种状况的线索。在海军研究办公室提供资金的情况下，Janech实验室开始跟踪管理和野生宽吻海豚种群血清中的脂联素。

脂联素(一种胰岛素增敏激素)的水平预测与代谢综合征的管理海豚相比，与野生动物相比不同。为了验证他们的工作与人类代谢综合征的相关性，他们还在人类和海豚血清样本中进行了简单的蛋白质组学分析。

鉴于哺乳动物中的主要蛋白质在不同物种中是恒定的，他们预计两种物种中蛋白质的最高浓度相似。然而，当他们看起来低于门槛时，他们发现的是令人惊讶的，他说。

海豚血清中11种蛋白质的发病率至少比人类高100倍。起初，该小组将其作为遗传祖先的差异写下来：在发育进化树的一些系统发育分支中，一些哺乳动物分枝并发育成双趾有蹄类动物，一些继续成为灵长类动物。

宽吻海豚是哺乳动物，来自偶蹄类有蹄类动物，如猪，鹿和长颈鹿。为了检查是否是这种情况，他们还绘制了猪的血清蛋白质组，并再次感到惊讶。5种蛋白质(包括vanin-1和脂联素)的100倍排序差异无法通过简单的系统发育差异来解释。

虽然已知脂联素在海豚中较高，但作为一种控制摄食期间葡萄糖储存的方法，非常高的vanin-1是一个新发现。有趣的是，过高的vanin-1水平与野生海豚的肝功能下降有关，这表明它们在避免代谢综合征方面具有保护作用。但Janech，Venn-Watson和Wells也注意到了对vanin-1的另一个潜在需求。vanin-1的功能是制造维生素B5，并且这样做会释放出一种抗氧化剂，这种抗氧化剂可以保护组织免受伤害，就像缺氧和重新氧合潜水和重修后发生的一样。

问题是，这是否也可以帮助人类抵抗导致急性肾损伤的缺氧，Janech已向国家科学基金会申请研究。他和同事正在收集来自许多不同的潜水和非潜水海洋哺乳动物以及陆地哺乳动物的样本，并绘制他们的蛋白质组图。他们继续目前的合作，还包括查尔斯顿学院格莱斯海洋实验室的研究生和霍林海洋实验室国家标准与技术研究所的研究人员，以帮助他们进行测量。

Janech说，从仿生学领域可以学到很多东西，特别是与蛋白质组学相结合。

“蛋白质是基因的主力。它是基因如何为细胞提供功能。细胞的作用通过蛋白质发生。这就是我们想要研究蛋白质的原因。这些是你的酶，”他说。

“这是第一步。我们想问一个动物可以做些什么会伤害人类的事情，他们每天都这样做。我们可以把它带回人类医学吗?”