注射的蛋白质在大脑中扳动开关消失

许多疾病的起源是一种不能正常工作的蛋白质。现在，与德克萨斯A&M AgriLife和德克萨斯A&M大学的多学科研究团队已经找到了一种快速，有效和短暂地将蛋白质输送到大脑的方法，具有治疗和科学意义。

该方法在未来的潜在用途可能包括修复脊髓损伤和一系列其他局部注射应用。

“我们发现我们可以成功地将蛋白质输送到小鼠大脑中，”德克萨斯州A&M农业与生命科学学院生物化学与生物物理学系教授兼研究生课程副主任Jean-Philippe Pellois博士说。“蛋白质是大分子，不容易进入细胞或穿过细胞膜，但我们创造了一个技巧来实现这一目标。

蛋白质及其输送系统在发挥作用后都会自然降解。

“我们希望确保我们的试剂对细胞非常温和，可以进入细胞而不会破坏它们，然后留下痕迹，”Pellois说，他也是德克萨斯A&M AgriLife研究中心的研究员。

佩洛伊斯和他的实验室与德克萨斯A&M医学院神经科学与实验治疗学系助理教授塞德里克·杰弗罗伊博士的实验室合作。

结果“基于体内肽的基因修饰酶递送到中枢神经系统细胞中”，于9月28日发表在同行评审的《科学进展》杂志上。

蛋白质输送系统的工作原理

因为蛋白质可以产生强大的影响，细胞对它们允许哪些蛋白质进入很挑剔。该团队用来抵消这种情况的方法有点像将蔬菜混合到通心粉和奶酪中，以诱惑挑剔的孩子。

“细胞具有相当于消化道，称为内吞途径，”Pellois说。“我们正在设法使细胞摄取蛋白质和我们的递送工具。一旦在内吞途径中内化，递送工具就会允许蛋白质进入细胞的其余部分，特别是细胞核，在那里我们可以触发反应。

其他实验室发现，人类免疫缺陷病毒含有一小串氨基酸- 一种肽 - 细胞更喜欢摄入。该团队进一步改善了该肽进入细胞的诀窍。一旦进入细胞，肽就会逃离细胞的“消化道”，靶蛋白也会出现。

“人们已经使用了这种肽的一部分与感兴趣的蛋白质，”Geoffroy说。“我们的系统更进一步。你不必修改蛋白质 - 大多数将被传递。

将目标蛋白和肽混合在溶液中，然后将混合物注射到小鼠大脑中，研究小组发现它们的蛋白质很容易进入脑细胞。这些小鼠经过特殊繁殖，如果蛋白质按预期到达，就会产生视觉信号，荧光。事实上，注射部位附近的脑细胞只有在蛋白质及其递送工具一起注射后才开始发出荧光。

“如果蛋白质进入细胞，这些细胞就会变成红色荧光，”Pellois说。“因此，通过简单地观察细胞是否已经变成荧光，我们可以判断蛋白质是否已经设法进入。

对进一步研究的影响

专门研究神经创伤和脊髓损伤的Geoffroy说，这项研究提供了必要的证据，证明这种方法在活的大脑中有效。

他说，进一步的工作将集中在改进仅针对一种细胞类型的方法上。另一个限制是该方法目前仅适用于局部注入。尽管如此，该研究为许多潜在应用开辟了道路。

“一个关键的应用是使用这种方法进行局部注射，例如在脊髓损伤部位，”Pellois说。“我们还在研究在膝关节中这样做的可能性，以进行软骨修复或抵抗关节炎等疾病可能导致的炎症。

根据Geoffroy的说法，这种方法可能有助于提供蛋白质以外的疗法。

“这也可以增强药物的输送。如果你有一种抗癌药物，这是非常有毒的，这种方法可以减少我们提供的药物量，“他说。

杰弗鲁瓦和佩洛伊斯已经为该方法的组件申请了专利。他们还成立了一家公司，将研究更贴近应用。

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