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治愈白内障的眼药水 前景看好

2015-12-02 03:19:02 来源: 《科学美国人》中文版《环球科学》 举报
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核心提示:美国研究者发现了一种分子,可以结合眼睛中错误折叠的蛋白质,从而使其重新溶解。这种甾醇分子展现了非手术治疗白内障的潜力。

(原标题:无需手术,眼药水有望治愈白内障)

在早期测试中,一种被称为甾醇的化合物可提高晶状体透明度

治愈白内障的眼药水 前景看好

美国研究者发现了一种分子,可以结合眼睛中错误折叠的蛋白质,从而使其重新溶解。这种甾醇分子展现了非手术治疗白内障的潜力——包含这种物质的眼药水部分逆转了小鼠的白内障,并使离体的人类晶状体恢复了部分透明度。

目前,患了白内障的病人必须通过手术来恢复视力。这在发达地区是一个相对简单的办法,但该项目的领导者,加州大学旧金山分校(University of California at San Francisco)的Jason Gestwicki说,“目前世界上大概有1亿白内障患者因为无法接受手术治疗而成为盲人。能够长期保证效果,只需要最少训练的局部治疗方法正是我们所需要的。”

白内障是眼球内晶状体的晶状体蛋白受损引起的。这些蛋白质最初是可溶解的、透明的,但它们从不会被替换,而且随着时间推移可能发生错误的折叠,从而形成了非常稳定的不透明、不可溶解的块状物。“如果我们可以找到一种能够与可溶的、自然折叠的晶状体蛋白相结合的小分子,并且该结合反应的自由能使得这种状态更稳定……那我们就基本上可以逆转晶状体蛋白的老化过程。”Gestwicki解释道。

热筛选

但目前为止,能与目标蛋白质结合的药物很难筛选出来。“晶状体蛋白没有酶的功能,起的只是结构性的作用,所以所有寻找能与其结合的分子的传统方法都无效。”Gestwicki说。为了克服这个困难,Gestwicki团队发展了一种新的高通量的筛选技术,这种技术测量了不同分子对误折叠形态的α和β晶状体蛋白的熔点的影响。由于误折叠形态是更加耐热的,熔点降低就意味着晶状体已经转变为初始形态。

这种筛选方法找到了很多可以降低晶状体蛋白熔点的分子——主要是甾醇。5-胆甾烯-3b,25-二醇是其中最有潜力的,能把熔点降低2℃。包括核磁共振实验在内的进一步测试,说明这种分子把α和β晶状体蛋白连接在一起,形成二聚物。研究团队猜测,这可能稳定了晶状体蛋白,而且不仅阻止了误折叠的、不溶解的状态的形成,而且确实逆转了这个过程。

该团队在离体的有白内障人类晶状体和通过改造基因而患上白内障的活体小鼠上测试含有甾醇的眼药水。“我们在晶状体透明度和蛋白溶解性上确实看到了很有希望的进展……虽然还不是彻底的逆转,”Gestwicki说。大部分小鼠,比如说,通过LOCS III系统测定的白内障程度,根据晶状体的浑浊度分为一到五级,在两周一个周期内使用六次眼药水,就可以使浑浊度降低至少一个等级。目前仍然无法衡量其对视力的影响,Gestwicki说,因为小白鼠主要依靠嗅觉来“看”这个世界——下一步要在动物身上做更多的实验,比如说在狗身上,来更好地了解这种眼药水对视力的改善情况。

早期

“这些是早期的研究,而且还有很多工作要做。但是沿着这个方向,5年或者10年后,你也许能开发出一种能够延缓进程,甚至逆转早期老年性白内障的药剂。”来自美国国立卫生研究院(the US Institutes of Health),研究眼疾遗传学的J Fielding Hejtmancik说。“他们已经完成了一些很不错的工作,并说明了他们的活性物质既可以阻止蛋白质变性,也可以溶解淀粉样的纤维。”但是,他不相信甾醇可以逆转非常晚期的白内障。“我怀疑的是,使用这些药剂逆转早期的聚合也许是可行的,那时基本上只是蛋白质聚合。如果你好几年都坐视不管,它们会形成共价交联,然后你就无法溶解它们了。”

Gestwicki和同事们成立了一间大学衍生公司用以发展他们的技术,有希望在几年内找到一种对大型哺乳动物有效的方法。

Hejtmancik说,如果他们可以证明他们的化合物有效,开发一种有治疗效果的眼药水的前景看起来很好。“这些甾醇可能是相对便宜的,而且很可能是无毒的,”他说,“但是他们并不是唯一从事此类研究的——这是一个竞争日益激烈的领域。”(撰文: Emma Stoye  翻译:陈璟仪  审校:张哲)

原文链接:

http://www.scientificamerican.com/article/eye-drops-show-promise-in-treating-cataracts-without-surgery/

冷娜 本文来源:《科学美国人》中文版《环球科学》 责任编辑:王晓易_NE0011
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