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防或逆轉慢性阻塞性肺病。但是多虧了變形蟲,一項新的研究發(fā)現(xiàn)了可能有助于保護肺細胞免受此類傷害的基因,它或許可以逆轉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?!泵绹テ澅ご髮W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?!泵绹s翰·霍普金斯大學研究員道格拉斯·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。因此,在短短4周內,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的狀態(tài)。隨后,他們開始觀察是否存在一種蛋白質能夠保護變形蟲免受香煙煙霧的損害。當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)生幾種對細胞代謝很重要的蛋白質。
接下來,他們開始在人和小鼠的肺細胞中尋找這些蛋白質。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胞時,克利門特看到ANT2蛋白聚集在細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,進而造成粘液聚集,有可能引發(fā)呼吸衰竭??死T特和同事發(fā)現(xiàn),ANT2蛋白可以促進水合作用,因此使得纖毛更容易清除粘液。他們將這項研究發(fā)表在《細胞科學》(Cell Science)雜志上。
目前,克利門特和魯濱遜的目標是開發(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慢性阻塞肺病癥狀。魯濱遜和一些合作者準備創(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的疾病。
美國馬里蘭大學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、持久地逆轉慢性阻塞肺病癥狀?!?/span>
本文轉自環(huán)球科學
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