為了治療這種肺病,科學(xué)家讓變形蟲“吸煙”
發(fā)布時間:2021-07-02
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  處于子實體期的盤基網(wǎng)柄菌

  撰文 | 山姆·瓊斯(Sam Jones)?

  翻譯 | 龔聰

  慢性阻塞性肺?。–OPD,包括肺氣腫、慢性支氣管炎和其他疾病)是美國人的主要死因之一。目前,沒有任何療法可以預(yù)防或逆轉(zhuǎn)慢性阻塞性肺病。但是多虧了變形蟲,一項新的研究發(fā)現(xiàn)了可能有助于保護(hù)肺細(xì)胞免受此類傷害的基因,它或許可以逆轉(zhuǎn)慢性阻塞肺病的癥狀。

  “我需要診治慢性阻塞肺病的患者,所以這個發(fā)現(xiàn)對我來說非常重要。”美國匹茲堡大學(xué)的肺部疾病研究員和醫(yī)生科琳·克利門特(Corrine Kliment,這項研究的主要作者)說。為了尋找可能有用的基因,克利門特和團(tuán)隊開始研究土壤中的變形蟲:盤基網(wǎng)柄菌(Dictyostelium discoideum)。

  變形蟲有許多在人類中同樣存在的基因,但這種微生物的生命周期比人類短很多,因此科學(xué)家可以在研究哺乳動物模型之前,利用它們來快速發(fā)現(xiàn)感興趣的基因?!拔覀兘?jīng)常開玩笑說,人類只是長著頭發(fā)的變形蟲。”美國約翰·霍普金斯大學(xué)研究員道格拉斯·魯濱遜(Douglas Robinson,這項研究的主要作者)說。

  大約75%的慢性阻塞肺病死亡與吸煙有關(guān)。因此,在短短4周內(nèi),魯濱遜的實驗室就篩選了35 000條變形蟲,并將它們的基因修改為能夠大量產(chǎn)生一系列不同蛋白質(zhì)的狀態(tài)。隨后,他們開始觀察是否存在一種蛋白質(zhì)能夠保護(hù)變形蟲免受香煙煙霧的損害。當(dāng)研究人員將所有變形蟲暴露在香煙煙霧提取物中時,他們發(fā)現(xiàn)生存狀態(tài)最好的變形蟲能夠大量產(chǎn)生幾種對細(xì)胞代謝很重要的蛋白質(zhì)。

  接下來,他們開始在人和小鼠的肺細(xì)胞中尋找這些蛋白質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn),在吸煙者、慢性阻塞性肺病患者和長期接觸煙霧的小鼠中,一種蛋白質(zhì)的產(chǎn)量非常低,叫做ANT2蛋白。


  研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn),ANT2蛋白在執(zhí)行代謝功能以外,還扮演著別的角色。在顯微鏡下觀察肺細(xì)胞時,克利門特看到ANT2蛋白聚集在細(xì)胞表面被稱為纖毛的毛發(fā)狀突起周圍,后者能夠來回掃動以清除肺部粘液。在慢性阻塞性肺病病例中,這些纖毛無法順暢移動,進(jìn)而造成粘液聚集,有可能引發(fā)呼吸衰竭。克利門特和同事發(fā)現(xiàn),ANT2蛋白可以促進(jìn)水合作用,因此使得纖毛更容易清除粘液。他們將這項研究發(fā)表在《細(xì)胞科學(xué)》(Cell Science)雜志上。

  目前,克利門特和魯濱遜的目標(biāo)是開發(fā)出能夠增加ANT2蛋白產(chǎn)量的藥物和基因療法,希望能夠緩解粘液聚集并逆轉(zhuǎn)慢性阻塞肺病癥狀。魯濱遜和一些合作者準(zhǔn)備創(chuàng)辦一家公司,使用變形蟲來篩選新療法,治療包括慢性阻塞肺病在內(nèi)的疾病。

  美國馬里蘭大學(xué)的肺病研究員格雷格·鄧肯(Gregg Duncan,并未參與這項研究)樂觀地認(rèn)為,這項工作或許能夠幫助慢性阻塞肺病患者:“我很高興看到這一切,我們有望長期地、持久地逆轉(zhuǎn)慢性阻塞肺病癥狀?!?/span>

  本文轉(zhuǎn)自環(huán)球科學(xué)

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