研究人员找到了将蛋白质快速有效和短暂地输送到大脑的新方法

许多疾病起源于一种不能正常发挥作用的蛋白质。现在，德克萨斯A&MAgriLife和德克萨斯A&M大学的一个多学科研究团队找到了一种将蛋白质快速、有效和短暂地输送到大脑的方法，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一种蛋白质输送到小鼠大脑中，”德克萨斯A&M农业与生命科学学院生物化学和生物物理学系研究生项目教授兼副主任Jean-PhilippePellois博士说。“蛋白质是不容易进入细胞或穿过细胞膜的大分子，但我们已经创造了实现这一目标的技巧。”

蛋白质及其传递系统在发挥作用后都会自然降解。

“我们想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细胞，然后无影无踪地离开，”同时也是TexasA&MAgriLifeResearch研究员的Pellois说。

Pellois和他的实验室与德克萨斯A&M医学院神经科学和实验治疗学系助理教授CédricGeoffroy博士的实验室合作。

该研究的资助者包括国家普通医学科学研究所、德克萨斯州癌症预防和研究所、克雷格·H·尼尔森基金会和康复研究所基金会。

9月28日，同行评审的《科学进展》杂志发表了“基因修饰酶在体内基于肽传递到中枢神经系统细胞中”的结果。

蛋白质输送系统如何工作

因为蛋白质可以产生强大的影响，所以细胞对它们允许进入的蛋白质很挑剔。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吸引挑剔的孩子。

“细胞相当于消化道，称为内吞途径，”佩洛伊斯说。“我们正在设法使细胞摄取蛋白质和我们的递送工具。递送工具一旦被内吞途径内化，然后允许蛋白质进入细胞的其余部分，特别是细胞核，我们可以在其中触发反应。"

其他实验室发现人类免疫缺陷病毒含有一小段氨基酸序列——;肽-;细胞更喜欢摄取。该团队进一步改进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”，目标蛋白也随之而来。

“人们已经将这种肽的一部分与感兴趣的蛋白质一起使用，”Geoffroy说。“我们的系统更进了一步。你不必修改蛋白质——大部分都会被交付。”

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。这些老鼠经过特殊培育，如果蛋白质按预期到达，它就会产生视觉信号，即荧光。事实上，注射部位附近的脑细胞只有在蛋白质和它的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，这些细胞就会发出红色荧光，”Pellois说。“所以通过简单地观察细胞是否变得荧光，我们可以判断蛋白质是否已经成功进入。”

专门研究神经外伤和脊髓损伤的Geoffroy说，这项研究提供了必要的证据，证明该方法在活体大脑中有效。

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射。然而，这项研究为许多潜在的应用开辟了道路。

“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进行此操作以修复软骨或对抗关节炎等疾病可能引起的炎症的可能性。”

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。如果你有一种毒性很大的抗癌药，这种方法可以减少我们输送的药物量，”他说。

Geoffroy和Pellois已就该方法的组件申请了专利。他们还成立了一家公司，使研究更接近应用。