科學家開發(fā)出自組裝發(fā)光治療蛋白

科技日報北京12月29日電 (記者張佳欣)向人體運送藥物的主要挑戰(zhàn)是能不斷將藥物準確送達病灶位置,同時確保它們留在病灶發(fā)揮作用。雖然運輸藥物已經(jīng)取得進展,但監(jiān)測藥物仍存在挑戰(zhàn)。它往往需要像活檢這樣的侵入性程序。據(jù)發(fā)表在《ACS應(yīng)用納米材料》雜志上的一項研究,美國紐約大學坦登工程學院團隊開發(fā)出能自我組裝成纖維的蛋白質(zhì),或可用于多種疾病的治療。

這是一種氟化的生物材料,由天然蛋白質(zhì)組成,可包裹和輸送多種治療疾病的藥物。研究團隊在其中引入了非天然氨基酸——三氟亮氨酸。由于氟在人體內(nèi)很稀有,當人體接受19FMRI(利用氟-19核磁共振技術(shù)進行成像)掃描時,生物材料可發(fā)光。醫(yī)生據(jù)此可確保藥物留在治療區(qū)域。

研究人員表示,作為一種治療藥物,這種蛋白質(zhì)不僅可治療癌癥或關(guān)節(jié)疾病,而且它可被人體分解,不會產(chǎn)生任何不良影響。它消除了對侵入性手術(shù)或活組織檢查的需要,監(jiān)測過程也相對容易。研究團隊已經(jīng)在小鼠模型上對研究結(jié)果做了驗證,并計劃在患有特定疾病的小鼠身上進行實驗,以證明這種蛋白質(zhì)治療疾病的能力。

在發(fā)表于《生物大分子》上的另一篇論文中,該實驗室通過計算設(shè)計創(chuàng)造出可形成水凝膠的蛋白質(zhì),將其凝膠化的上限溫度提高到33.6℃。這種水凝膠能保持凝膠狀態(tài)而不溶解,溫度也能保持穩(wěn)定。

由于這種穩(wěn)定性,該蛋白質(zhì)可用于局部治療,包括愈合傷口。除了提高耐熱性,這種新的蛋白質(zhì)凝膠化速度比以前的版本快得多,因此在醫(yī)療應(yīng)用方面效率更高。

研究人員認為,新計算機模型能制造出穩(wěn)定的凝膠,以極高的成功率生成序列并創(chuàng)造出具有新特性的蛋白質(zhì)。這將加快制造速度,徹底改變制造生物材料的方式。

蛋白質(zhì),這種組成人體細胞、組織的重要成分,如今也成為治療疾病、幫助愈合的利器。由天然蛋白質(zhì)組成的氟化材料,包裹著藥物進入人體后,可在磁共振技術(shù)下成像,不用進行有創(chuàng)檢查,醫(yī)生就能確定藥物位置;研究人員設(shè)計出的另一種蛋白質(zhì),能發(fā)出熒光,可視化變得更加容易……在計算機模型的幫助下,研究人員可以高效生成各種神奇的蛋白質(zhì),它們具備可供人類利用的特殊功能,從而制造出各種醫(yī)療用高性能材料。

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