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精准治癌?新型光遗传学工具可准确揭示化疗药物细胞信号作用途径

2020-10-23 20:30 前瞻网   

 

精准治癌?新型光遗传学工具可准确揭示化疗药物细胞信号作用途径

大多数疾病的出现,究其根本,都是由细胞信号过程异常造成的。对很多疾病,科学家需要对细胞信号进行基础性研究,以确定未来治疗方法的靶点,尤其是在目前还没有有效治疗手段的情况下。

细胞光遗传学研究如何利用光在空间和时间上精确地控制细胞信号,使其成为疾病研究的宝贵技术。然而,这种潜在的革命性的方法对于许多研究者来说是很难使用的,因为很多实验用的光本身会对生物系统产生不利影响,导致光遗传学工具可以意外地迅速失活。

现在,芬兰图尔库大学的研究人员与德国法兰克福大学医院合作,开发出一种利用共振能量转移的量子力学现象的光遗传学工具。新方法可以准确地提示使用者,该工具何时在细胞中失活,使之如果需要延长活动时间,可以及时地使用附加光来重新激活工具。

将这些进展与现有的工具和知识相结合,研究人员能够设计和制造更有效的光遗传学工具来研究信号通路。利用改进后的工具,他们研究了2种会对神经元产生副作用并引起神经性疼痛的常见化疗药物。新的工具揭示了细胞激活和抑制途径是如何使这些药物起作用的。

“现在我们可以开发出更强大的工具来精确地了解有害环境是如何破坏活细胞中的信号的。这项研究的主要作者、图尔库生物科学中心的博士后李丽丽(Lili Li)说:“这些信息可能有助于我们识别靶点,并设计出更好的治疗药物,以治疗化疗引起的神经性疼痛。”。

光遗传学是一种利用光激活或失活神经元的方法,这些神经元经过基因修饰后产生光反应蛋白,称为视蛋白。这种方法使神经科学家能够研究不同类型神经元在各种行为和认知过程中的因果关系。尽管在外界看来冷门且小众,但是光遗传学在一些深度研究上还是取得了很多成果。

比如今年4月,《神经元》上一篇研究称,研究人员成功通过改造一种对光敏感的蛋白质SOUL,通过颅骨照射可以改变整个小鼠大脑的神经元反应,并通过一种叫做硬脑膜的厚膜到达猕猴大脑的浅表区域。

这对未来科学家研究精神分裂症和阿尔茨海默病等大脑疾病的高认知功能及其功能障碍,以及开发这些毁灭性脑疾病的治疗方法至关重要。

此外,更早之前,麻省大学医学院和德克萨斯州A&M健康科学中心生物科学与技术研究所的科学家开发出一种新的光遗传学技术,成功利用近红外光,通过控制钙离子流入细胞来选择性地激活免疫反应。这一突破性进展可能导致侵袭性更小、控制性更强、选择性更强的癌症治疗免疫疗法。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 3976DBC

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