“分子修復(fù)”可以替代缺失的蛋白質(zhì)治療疾病

研究人員已經(jīng)證明，當(dāng)通常做同樣工作的蛋白質(zhì)缺失時(shí)，一個(gè)小分子可以在人體細(xì)胞和活體動(dòng)物體內(nèi)運(yùn)輸鐵，這通常會(huì)導(dǎo)致患者嚴(yán)重貧血。這種“分子修復(fù)”可能治療許多由蛋白質(zhì)缺乏引起的不治之癥，如貧血、囊性纖維化或某些類型的心臟病。

伊利諾伊大學(xué)的研究人員以及哈佛醫(yī)學(xué)院和東北大學(xué)的合作者將在5月12日的《科學(xué)》雜志上發(fā)表他們的研究成果。

“如果你失去了一只手，即使是一個(gè)簡單的假肢裝置也非常有用。同樣，我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)復(fù)制并缺乏蛋白質(zhì)主要功能的小分子足以恢復(fù)細(xì)胞和動(dòng)物的功能，”研究負(fù)責(zé)人馬丁伯克博士說。伯克是伊利諾伊州的化學(xué)教授，也是卡爾伊利諾伊醫(yī)學(xué)院的臨時(shí)研究副院長。

“如果你生病了，因?yàn)槟阌刑嗟牡鞍踪|(zhì)功能，有很多情況下我們可以做點(diǎn)什么。但是如果你因?yàn)槿狈σ环N基本的蛋白質(zhì)而生病，我們會(huì)盡力治療癥狀。這是一個(gè)巨大的未滿足的醫(yī)療需求，”伯克說，他也是一名醫(yī)生。

伯克的研究小組發(fā)現(xiàn)，一種來自發(fā)現(xiàn)的柏樹的名為柏樹的小分子，可以將鐵轉(zhuǎn)運(yùn)到缺乏轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的細(xì)胞膜上。

在一個(gè)健康的系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白使鐵穿過細(xì)胞膜，從腸道吸收鐵或?yàn)榧t細(xì)胞制造血紅蛋白。然而，當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白缺失時(shí)，鐵不能穿過膜，導(dǎo)致貧血。研究人員發(fā)現(xiàn)，扁柏霉素的三個(gè)分子可以包裹在鐵原子周圍，在沒有蛋白質(zhì)的情況下直接運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞膜上。

研究人員在缺乏鐵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的小鼠、大鼠和斑馬魚身上測試了扁柏酚。他們發(fā)現(xiàn)，口服產(chǎn)生的扁柏酚可以恢復(fù)小鼠和大鼠腸道的鐵攝入量，通過將其添加到貧血斑馬魚的血管中，可以促進(jìn)血紅蛋白的產(chǎn)生。他們還發(fā)現(xiàn)，它恢復(fù)了取自腸內(nèi)壁的人體細(xì)胞中鐵的運(yùn)輸。

接下來，伯克的研究團(tuán)隊(duì)希望找到更多的小分子，可以作為蛋白質(zhì)缺乏引起的其他疾病的分子修復(fù)，特別關(guān)注囊性纖維化。

伯克說：“這些結(jié)果表明，用分子假體替換缺失的蛋白質(zhì)可能代表了治療許多人類疾病的通用方法，而這些疾病仍然沒有被傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)所涵蓋。

美國國立衛(wèi)生研究院和霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所支持這項(xiàng)工作。

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