能治白內(nèi)障的眼藥水或?qū)柺?/h1>
2016-08-02 00:31
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）和帕金森病的一個主要病癥是重要蛋白的錯誤折疊和堆積結(jié)塊。對于白內(nèi)障來說，受損的是晶狀體蛋白。晶狀體蛋白是纖維細胞的主要成分，而眼球晶狀體正是由纖維細胞構(gòu)成的。纖維細胞的特性使得它們?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的蛋白——伴侶蛋白幫助下完成自己的職責。伴侶蛋白有點像抗凍劑，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，是因為晶狀體蛋白的堆積性病態(tài)結(jié)構(gòu)遠比正常折疊的健康形態(tài)穩(wěn)定，因此纖維細胞伴侶蛋白必須持續(xù)抵抗晶狀體蛋白的強烈堆積傾向。其他與衰老相關(guān)疾病（例如阿爾茲海默癥）背后也有類似過程，只不過對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。
在最近一項研究中，科學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重要差異：淀粉樣蛋白更難溶解?？茖W家采用了一種叫作“高通量差示掃描熒光術(shù)”（HT-DSF）的方法，讓達到熔點的蛋白發(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高于正常的晶狀體蛋白，因此科學家致力于發(fā)現(xiàn)能把晶狀體淀粉樣蛋白熔點降低到正常范圍的化合物。他們最終圈定的是羊毛甾醇。事實上，在更早——2015年7月公布的一項研究中，就有科學家發(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，當時公布這一發(fā)現(xiàn)的科學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，“29號化合物”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號化合物”還能溶解已經(jīng)形成的淀粉樣蛋白。對攜帶相關(guān)變異基因、因而易患白內(nèi)障的實驗鼠的研究表明，添加“29號化合物”的眼藥水部分恢復了受白內(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，大約50%的狗會患白內(nèi)障。歲數(shù)再大點，則幾乎所有的狗都會患白內(nèi)障。因此，白內(nèi)障眼藥水也會讓狗兒們及其主人受益。科學家預計，再過一段時間，行之有效的白內(nèi)障眼藥水就可能問世。
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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）和帕金森病的一個主要病癥是重要蛋白的錯誤折疊和堆積結(jié)塊。對于白內(nèi)障來說，受損的是晶狀體蛋白。晶狀體蛋白是纖維細胞的主要成分，而眼球晶狀體正是由纖維細胞構(gòu)成的。纖維細胞的特性使得它們?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的蛋白——伴侶蛋白幫助下完成自己的職責。伴侶蛋白有點像抗凍劑，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，是因為晶狀體蛋白的堆積性病態(tài)結(jié)構(gòu)遠比正常折疊的健康形態(tài)穩(wěn)定，因此纖維細胞伴侶蛋白必須持續(xù)抵抗晶狀體蛋白的強烈堆積傾向。其他與衰老相關(guān)疾病（例如阿爾茲海默癥）背后也有類似過程，只不過對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。
在最近一項研究中，科學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重要差異：淀粉樣蛋白更難溶解?？茖W家采用了一種叫作“高通量差示掃描熒光術(shù)”（HT-DSF）的方法，讓達到熔點的蛋白發(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高于正常的晶狀體蛋白，因此科學家致力于發(fā)現(xiàn)能把晶狀體淀粉樣蛋白熔點降低到正常范圍的化合物。他們最終圈定的是羊毛甾醇。事實上，在更早——2015年7月公布的一項研究中，就有科學家發(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，當時公布這一發(fā)現(xiàn)的科學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，“29號化合物”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號化合物”還能溶解已經(jīng)形成的淀粉樣蛋白。對攜帶相關(guān)變異基因、因而易患白內(nèi)障的實驗鼠的研究表明，添加“29號化合物”的眼藥水部分恢復了受白內(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，大約50%的狗會患白內(nèi)障。歲數(shù)再大點，則幾乎所有的狗都會患白內(nèi)障。因此，白內(nèi)障眼藥水也會讓狗兒們及其主人受益。科學家預計，再過一段時間，行之有效的白內(nèi)障眼藥水就可能問世。
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