能治白內(nèi)障的眼藥水或?qū)柺?/h1>
2016-08-02 00:31:42
大自然探索 2016年5期
白內(nèi)障正影響著全球范圍內(nèi)超過2000萬名患者，它是由眼睛晶狀體失去透明造成的。雖然通過手術(shù)能治愈白內(nèi)障，但費(fèi)用較高，因此仍有許多白內(nèi)障患者最終失明。白內(nèi)障主要是一種與衰老相關(guān)的疾病。例如，阿爾茲海默癥（也稱老年癡呆）和帕金森病的一個(gè)主要病癥是重要蛋白的錯(cuò)誤折疊和堆積結(jié)塊。對(duì)于白內(nèi)障來說，受損的是晶狀體蛋白。晶狀體蛋白是纖維細(xì)胞的主要成分，而眼球晶狀體正是由纖維細(xì)胞構(gòu)成的。纖維細(xì)胞的特性使得它們?nèi)菀资軗p。
胎兒出生后，眼球中的纖維細(xì)胞很快就失去制造新蛋白或丟棄舊蛋白的能力。為了讓晶狀體正常工作，恒定且有限的晶狀體蛋白庫必須保持纖維細(xì)胞的透明及韌性。為了讓我們聚焦不同距離的物體，眼睛肌肉持續(xù)拉伸、放松晶狀體。晶狀體蛋白是在一種名副其實(shí)的蛋白——伴侶蛋白幫助下完成自己的職責(zé)。伴侶蛋白有點(diǎn)像抗凍劑，它們讓晶狀體蛋白在一種能持續(xù)幾十年的脆弱平衡中保持可溶。這種平衡之所以脆弱，是因?yàn)榫铙w蛋白的堆積性病態(tài)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比正常折疊的健康形態(tài)穩(wěn)定，因此纖維細(xì)胞伴侶蛋白必須持續(xù)抵抗晶狀體蛋白的強(qiáng)烈堆積傾向。其他與衰老相關(guān)疾?。ɡ绨柶澓ＤY）背后也有類似過程，只不過對(duì)于每一種這類疾病來說，堆積成塊的蛋白和堆積部位都不同。但在所有情況下，這些堆積成塊的蛋白都被稱為淀粉樣蛋白。
在最近一項(xiàng)研究中，科學(xué)家探索了正常折疊的晶狀體蛋白與其淀粉樣蛋白之間的一個(gè)重要差異：淀粉樣蛋白更難溶解?？茖W(xué)家采用了一種叫作“高通量差示掃描熒光術(shù)”（HT-DSF）的方法，讓達(dá)到熔點(diǎn)的蛋白發(fā)光。他們利用不同的化合物（總共有數(shù)千種），采用HT-DSF加熱淀粉樣蛋白。由于淀粉樣蛋白的熔點(diǎn)高于正常的晶狀體蛋白，因此科學(xué)家致力于發(fā)現(xiàn)能把晶狀體淀粉樣蛋白熔點(diǎn)降低到正常范圍的化合物。他們最終圈定的是羊毛甾醇。事實(shí)上，在更早——2015年7月公布的一項(xiàng)研究中，就有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)羊毛甾醇能逆轉(zhuǎn)白內(nèi)障。但由于羊毛甾醇的溶解度有限，當(dāng)時(shí)公布這一發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家不得不把它注入眼球施加作用。
利用羊毛甾醇和其他甾醇為線索，科學(xué)家在新研究中合成和測試了另外32種甾醇，最終鎖定的“29號(hào)化合物”可能最終被用于研制能溶解白內(nèi)障的眼藥水。試管研究證實(shí)，“29號(hào)化合物”能明顯穩(wěn)定晶狀體蛋白，阻止它們形成淀粉樣蛋白。此外，“29號(hào)化合物”還能溶解已經(jīng)形成的淀粉樣蛋白。對(duì)攜帶相關(guān)變異基因、因而易患白內(nèi)障的實(shí)驗(yàn)鼠的研究表明，添加“29號(hào)化合物”的眼藥水部分恢復(fù)了受白內(nèi)障影響的老鼠晶狀體的透明度。更令人興奮的是，對(duì)手術(shù)中摘除的受白內(nèi)障影響的人類晶狀體組織施用含有“29號(hào)化合物”的眼藥水，取得了類似效果。
除了人之外，狗也容易得白內(nèi)障。到了9歲時(shí)，大約50%的狗會(huì)患白內(nèi)障。歲數(shù)再大點(diǎn)，則幾乎所有的狗都會(huì)患白內(nèi)障。因此，白內(nèi)障眼藥水也會(huì)讓狗兒們及其主人受益?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)，再過一段時(shí)間，行之有效的白內(nèi)障眼藥水就可能問世。
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胎兒出生后，眼球中的纖維細(xì)胞很快就失去制造新蛋白或丟棄舊蛋白的能力。為了讓晶狀體正常工作，恒定且有限的晶狀體蛋白庫必須保持纖維細(xì)胞的透明及韌性。為了讓我們聚焦不同距離的物體，眼睛肌肉持續(xù)拉伸、放松晶狀體。晶狀體蛋白是在一種名副其實(shí)的蛋白——伴侶蛋白幫助下完成自己的職責(zé)。伴侶蛋白有點(diǎn)像抗凍劑，它們讓晶狀體蛋白在一種能持續(xù)幾十年的脆弱平衡中保持可溶。這種平衡之所以脆弱，是因?yàn)榫铙w蛋白的堆積性病態(tài)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比正常折疊的健康形態(tài)穩(wěn)定，因此纖維細(xì)胞伴侶蛋白必須持續(xù)抵抗晶狀體蛋白的強(qiáng)烈堆積傾向。其他與衰老相關(guān)疾?。ɡ绨柶澓ＤY）背后也有類似過程，只不過對(duì)于每一種這類疾病來說，堆積成塊的蛋白和堆積部位都不同。但在所有情況下，這些堆積成塊的蛋白都被稱為淀粉樣蛋白。
在最近一項(xiàng)研究中，科學(xué)家探索了正常折疊的晶狀體蛋白與其淀粉樣蛋白之間的一個(gè)重要差異：淀粉樣蛋白更難溶解?？茖W(xué)家采用了一種叫作“高通量差示掃描熒光術(shù)”（HT-DSF）的方法，讓達(dá)到熔點(diǎn)的蛋白發(fā)光。他們利用不同的化合物（總共有數(shù)千種），采用HT-DSF加熱淀粉樣蛋白。由于淀粉樣蛋白的熔點(diǎn)高于正常的晶狀體蛋白，因此科學(xué)家致力于發(fā)現(xiàn)能把晶狀體淀粉樣蛋白熔點(diǎn)降低到正常范圍的化合物。他們最終圈定的是羊毛甾醇。事實(shí)上，在更早——2015年7月公布的一項(xiàng)研究中，就有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)羊毛甾醇能逆轉(zhuǎn)白內(nèi)障。但由于羊毛甾醇的溶解度有限，當(dāng)時(shí)公布這一發(fā)現(xiàn)的科學(xué)家不得不把它注入眼球施加作用。
利用羊毛甾醇和其他甾醇為線索，科學(xué)家在新研究中合成和測試了另外32種甾醇，最終鎖定的“29號(hào)化合物”可能最終被用于研制能溶解白內(nèi)障的眼藥水。試管研究證實(shí)，“29號(hào)化合物”能明顯穩(wěn)定晶狀體蛋白，阻止它們形成淀粉樣蛋白。此外，“29號(hào)化合物”還能溶解已經(jīng)形成的淀粉樣蛋白。對(duì)攜帶相關(guān)變異基因、因而易患白內(nèi)障的實(shí)驗(yàn)鼠的研究表明，添加“29號(hào)化合物”的眼藥水部分恢復(fù)了受白內(nèi)障影響的老鼠晶狀體的透明度。更令人興奮的是，對(duì)手術(shù)中摘除的受白內(nèi)障影響的人類晶狀體組織施用含有“29號(hào)化合物”的眼藥水，取得了類似效果。
除了人之外，狗也容易得白內(nèi)障。到了9歲時(shí)，大約50%的狗會(huì)患白內(nèi)障。歲數(shù)再大點(diǎn)，則幾乎所有的狗都會(huì)患白內(nèi)障。因此，白內(nèi)障眼藥水也會(huì)讓狗兒們及其主人受益?？茖W(xué)家預(yù)計(jì)，再過一段時(shí)間，行之有效的白內(nèi)障眼藥水就可能問世。
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