人类伤口修复的福音来了：正是法国蜗牛！
在法国餐桌上，有一道名菜——法式焗蜗牛，它们肉质鲜嫩，是地道的法餐灵魂。不过，法餐里用的蜗牛跟我们平时见到的不太一样哦，它们大部分属于大蜗牛科（Helicidae），包括盖罩蜗牛、光亮大蜗牛、巧克力斑蜗牛、散大蜗牛等。
法式焗蜗牛（A）及其常用蜗牛物种（B）。图片来源：维基共享资源
其中，光亮大蜗牛（Helix lucorum）在我国俗称为“法国蜗牛”，其原产地为小亚细亚（即今天的土耳其），法国人称其为“土耳其蜗牛”（法语为 Escargot Turc, Escargot是蜗牛，Turc 是土耳其），和非洲大蜗牛这类野外入侵物种不一样。
光亮大蜗牛在我国是养殖品种，年产量最高时可达上千吨，主要用于食品、化妆品原料以及作为宠物，野外的蜗牛通常寿命为 2~3 年，在没有天敌的条件下寿命长达 10 年。
“法国蜗牛”不但好吃，而且好用！
美味的“法国蜗牛”有着诸多用处，蜗牛粘液主要含有蛋白质和糖类物质，包括尿囊素、胶原、弹性蛋白、乙醇酸、抗菌肽及糖胺聚糖，这些成分使蜗牛粘液具有再生和修复功能。例如，全球知名护肤品牌推出了各种利用蜗牛粘液制备的天然护肤品，其主要功能为保湿、美白和肌肤修复等。
除了在美食和医美行业有用，在药物化学家眼里，蜗牛还具有另外一种宝贵的化学成分：糖胺聚糖类多糖分子。前期研究发现，蜗牛粘液可作为生物黏附剂，能有效促进急性和慢性伤口愈合，而糖胺聚糖是其粘液的主要有效成分。
近期，我们团队（中国科学院昆明植物研究所吴明一团队）研究发现，光亮大蜗牛的身体和粘液中分别含有约 2% 和 9% 的糖胺聚糖。通过对多糖成分进行分离纯化、结构鉴定，结果显示这是一种全新的糖类分子，分子的主链上连接有独特的侧链，这种特殊结构使其具有较强的促伤口愈合活性。
光亮大蜗牛的新型糖胺聚糖分子及其促伤口愈合作用。图片来源：改编自参考文献[1]
这种全新的糖类分子是什么？
从光亮蜗牛中发现一种新型且具有生物活性的多糖分子意味着什么，要说清楚这个，需要先介绍一下糖类分子。
说起糖，人们往往联想到甜品，我们生活中接触比较多的是葡萄糖和蔗糖，它们分别充当能量补充剂和厨房烹饪调味品。
在化学家眼中，糖类分子按照单糖单元数量可以分为单糖（如葡萄糖）、二糖、三糖、多糖或聚糖，例如，蔗糖由葡萄糖和果糖组成；麦芽糖由两个葡萄糖组成，其中含有 2～10 个单糖的分子也被称为“寡糖”，而所谓“多糖”就是由很多单糖组成的生物大分子。
化学家眼中的糖。图片来源：作者提供
糖类分子的多样性有多大呢？
我们知道，DNA 信息是由 4 种脱氧核糖核苷酸编码的，理论上，含有 10 个脱氧核糖核酸的 DNA 链的组合方式有 410 种。蛋白质的组成单元是 20 种氨基酸，一个含有 10 个氨基酸的蛋白质组合方式有 2010 种。
那么糖类呢，一个含有 10 个单糖的多糖，理论上有多少种组合方式呢？
首先要计算单糖的种类，根据单糖碳原子的个数，可分为戊糖（如阿拉伯糖、核糖、木糖）和己糖（如葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖、岩藻糖）（注：丙糖和丁糖不形成多糖，庚糖较少见）。每个单糖可能有 1～3 个不同位置的硫酸根取代；碳 2 位可能有氨基或乙酰氨基取代；单糖间的糖苷键连接可以是 α 或 β 构象；每个单糖的位置可以在主链或侧链……
多糖中，糖胺聚糖（通常含有己糖醛酸和己糖胺）是一个庞大的家族。糖胺聚糖家族分子结构丰富，且具有多种多样的生物学活性，是药物化学家较为关注的一类分子。例如，透明质酸常用于护肤品，起到保湿和填充效果；硫酸软骨素可用作滴眼液和关节炎保健药品；肝素和低分子量肝素是临床常用的抗凝药物；香菇多糖作为免疫调节剂，用于临床的抗癌辅助用药……
糖胺聚糖的化学结构丰富多样，该家族中甚至有少数带有特殊侧链，例如，前期科学家发现了一种海参来源的糖胺聚糖带有岩藻糖侧链，这在多糖是比较罕见的。而这次新研究，则是科学家第一次发现陆生蜗牛来源的糖胺聚糖具有独特半乳糖侧链结构。
特殊结构的糖胺聚糖，有什么用？
科研人员将其发现的新型糖胺聚糖应用于小鼠急性和糖尿病伤口模型，结果发现它可有效促进炎症改善、肉芽组织增生、血管新生和胶原沉积，从而加速伤口愈合，对比光亮大蜗牛和白玉蜗牛来源的糖胺聚糖，两者具有相似的主链结构，不同之处在于，前者具有半乳糖侧链而后者不带侧链，通过对促伤口愈合活性的对比，发现前者的效果优于后者，科学家推测，糖胺聚糖独特的侧链结构可能对活性具有增强作用。
两种蜗牛源的多糖结构对比。图片来源：作者提供
糖尿病足溃疡是糖尿病患者最严重且发病率高的并发症之一，患者具有截肢甚至死亡风险。传统的治疗方法包括局部清洁、使用抗生素和外科手术等，但效果有限且容易复发。近年来，也出现了一些新兴策略，如干细胞治疗、光动力疗法、新型敷料等。然而，这些疗法治疗费用高昂，且需多次治疗，还可能引起皮肤刺激等问题。因此，寻找安全有效、经济的新型药物仍然是重要的研究课题。
糖尿病伤口模型及蜗牛糖胺聚糖的促伤口愈合作用。图片来源：改编自参考文献[1]
由于糖尿病伤口中存在过度且持续的炎症响应，阻碍了其从炎症阶段过渡到增殖阶段，从而形成难以愈合的慢性伤口。因此，这种同时具有炎症调节活性的天然糖胺聚糖可能具有潜在的临床应用价值。
光亮大蜗牛多糖的发现不仅丰富了糖胺聚糖的结构类型，也再次证明了天然产物在现代医学中的应用潜力。
目前，研究成果以 “Structural analysis and accelerating wound healing function of a novel galactosylated glycosaminoglycan from the snail Helix lucorum”在线发表在 Carbohydrate polymers 上，此促伤口愈合的天然糖胺聚糖已申请发明专利保护。
参考文献
[1]Li Y, Wang X, Chen J, et al. Structural analysis and accelerating wound healing function of a novel galactosylated glycosaminoglycan from the snailHelix lucorum. Carbohydr Polym. 2024, 348:122900.
[2]Blessing Kolawole. Escargot Snails – What Does Escargot Mean in French.
[3]Matoori S, Veves A, Mooney DJ. Advanced bandages for diabetic wound healing. Sci Transl Med. 2021, 13(585):eabe4839.
[4]Singh N, Brown AN, Gold MH. Snail extract for skin: A review of uses, projections, and limitations. J Cosmet Dermatol. 2024, 23(4):1113-1121.
策划制作
出品丨科普中国
作者丨林丽莎 李亚 王星梓 中国科学院昆明植物研究所
监制丨中国科普博览
责编丨董娜娜
审校丨徐来 林林
