巴西蚂蚁Odontomachus affinis粗毒液的细胞毒性机制：线粒体功能障碍与硫醇氧化的作用

本研究首次揭示了巴西特有蚂蚁Odontomachus affinis粗毒液通过氧化蛋白硫醇基团、耗竭谷胱甘肽（GSH）及破坏线粒体膜电位（ΔΨm），诱导白血病细胞和肝癌细胞发生浓度依赖性死亡。该发现为开发新型抗癌药物提供了天然分子模板，相关成果发表于《Toxicon》。

　　

在生物多样性丰富的自然界，蚂蚁毒液因其复杂的化学成分和独特的生物活性日益受到科学界关注。作为地球上最成功的生物类群之一，蚂蚁（Hymenoptera: Formicidae）已演化出包含肽类、蛋白质和小分子化合物的毒液系统，这些物质在捕食、防御及社会行为中发挥关键作用。然而，相较于蛇毒、蝎毒等研究较深入的动物毒液，蚂蚁毒液的生物活性机制仍存在大量未知领域，特别是来自热带地区的稀有物种。

巴西圣保罗州立大学的研究团队将目光投向了当地特有的掠食性蚂蚁Odontomachus affinis。这种体长可达1厘米的大型蚂蚁具有强大的捕食能力，但其毒液的化学成分及作用机制从未被解析。研究人员从826只蚂蚁中提取毒液，通过紫外-可见光谱（UV-vis）和荧光光谱分析发现其含有11种以上活性成分，并在280 nm处显示典型肽键吸收峰。进一步实验表明，该毒液对白血病细胞系（K562）和肝癌细胞（HepG2）均表现出浓度依赖性杀伤作用，半数抑制浓度（IC₅₀）显著低于正常血细胞。

研究采用多学科技术手段：通过高效液相色谱-质谱联用（HPLC-MS）解析毒液成分；采用MTT法和台盼蓝染色评估细胞活力；利用膜联蛋白V-FITC/PI双染结合流式细胞术区分凋亡与坏死；通过乳酸脱氢酶（LDH）释放实验检测细胞膜完整性；采用高分辨率呼吸仪测定线粒体氧消耗率（OCR）；使用JC-1探针监测线粒体膜电位（ΔΨ_m）；通过Ellman法量化蛋白硫醇基团和还原型谷胱甘肽（GSH）水平。

Characterization of the venom
光谱分析显示毒液在280 nm处有强吸收峰，荧光发射峰位于350-360 nm，提示富含芳香族氨基酸的肽类物质。质谱检测到多个分子量介于1-10 kDa的组分，与已知蚂蚁毒液肽（如pilosulin家族）相符。

Cytotoxic activity
毒液处理24小时后，K562细胞存活率下降至对照组的40%（100 μg/mL剂量），且呈现典型剂量效应曲线。值得注意的是，正常外周血单个核细胞（PBMCs）的敏感性显著低于肿瘤细胞，提示潜在治疗窗口。

Mitochondrial dysfunction
毒液使线粒体基础呼吸率提升2.3倍，但ATP合成效率下降67%，表明存在解偶联效应。JC-1检测显示ΔΨ_m在30分钟内崩溃，伴随活性氧（ROS）水平升高1.8倍。

Thiol oxidation
毒液处理组蛋白硫醇含量降低54%，GSH/GSSG比值逆转至0.3（对照组为12.5），证实氧化应激是细胞死亡的关键诱因。

讨论与结论
该研究首次阐明O. affinis毒液通过双重机制发挥细胞毒性：一方面通过氧化关键硫醇基团破坏细胞内氧化还原平衡，另一方面诱导线粒体膜电位崩溃和能量代谢紊乱。这种作用模式与已知的pilosulin类肽（如Odontomachus bauri毒液中的ponericins）部分相似，但新发现的解偶联效应为独特机制。

从转化医学角度看，该毒液中分子量<3 kDa的组分可能成为抗癌药物先导化合物，特别是针对化疗耐药的白血病亚型。研究同时警示这种毒液对正常血细胞的潜在毒性，提示未来需通过结构修饰提高选择性。

此项工作不仅填补了蚂蚁毒液作用机制的知识空白，更凸显了生物多样性热点地区（如巴西大西洋森林）在药物发现中的战略价值。研究者特别指出，毒液中尚未鉴定的11种成分可能蕴含更丰富的生物活性，后续研究将通过蛋白质组学深入解析。论文成果为天然产物抗癌药物开发提供了新思路，相关发现已申请巴西国家专利。