新化学化合物可以清除白内障

新型化学眼药水可清除白内障

一组科学家们已经确定了一种可以用在眼药水中可能用于反转白内障的化学品。

世界卫生组织将白内障确定为一种“重点眼病”,它是由于眼睛的晶状体失去其透明度而引起的,影响着全球2000多万人。虽然白内障可以通过手术成功切除,但这种方法价格昂贵,而且发展中国家大多数因严重白内障而失明的人得不到治疗。

11月5日的《科学》杂志报道,新鉴定的化合物是第一种可溶足以潜在地形成白内障的实际滴眼症药物的基础。

白内障主要是一种老化疾病。如神经变性条件所示,如阿尔茨海默氏症疾病和帕金森病,条件的标志是关键蛋白质的错误折叠和丛生。在白内障的情况下,受影响的蛋白质称为晶体。

Crystallins are the major component of fiber cells, which form the eyes’ lenses, and the unique properties of these cells make them particularly susceptible to damage, said Jason Gestwicki, PhD, associate professor of pharmaceutical chemistry at UCSF and co-senior author of a paper on the new research, most of which was undertaken in Gestwicki’s laboratory at the U-M Life Sciences Institute.

格斯特维奇说:“你出生后不久,眼睛里的所有纤维细胞都失去了制造新蛋白质或丢弃旧蛋白质的能力。”格斯特维奇在加州大学旧金山分校继续他的白内障研究工作,大约两年前他加入了该学院。“所以你眼睛里的晶体蛋白和你天生的是一样的。”

为了使我们的镜头能够良好,这种永久性的晶体储层必须保持纤维细胞的透明度及其柔韧性,因为眼睛的肌肉不断地伸展并放宽镜头,让我们能够专注于不同距离处的物体。

晶体蛋白在被称为伴侣蛋白的蛋白质的帮助下完成了这些任务,这种蛋白质的作用“有点像防冻剂”,格斯特维奇说,“使晶体蛋白的可溶性保持在一种微妙的平衡中,这种平衡已经存在了几十年。”

这种状态是“精致的”,因为晶体簇的病理,丛金的配置远比适当折叠,健康的形式更稳定,并且纤维细胞伴侣必须持续抵抗晶体含有的强烈倾向。类似的过程利用与老化的其他疾病,例如阿尔茨海默病,但在这些疾病中,疾病中的特定蛋白质在一起,并且丛生的身体中的位置是不同的。在所有情况下,这些聚集在一起的蛋白质称为淀粉样蛋白。

在这项由Leah N. Makley博士和Kathryn McMenimen博士领导的新研究中,科学团队发现了正确折叠的晶体蛋白与其淀粉样蛋白之间的一个关键区别:简单地说,淀粉样蛋白更难融化。

研究组使用了一种称为高通量差分扫描荧光素或HT-DSF的方法,其中蛋白质在达到熔点时发光。在U-M Life Sciences研究所的化学基因组学中心,该团队使用HT-DSF将热量施加到淀粉样蛋白的同时施加成千上万的化合物。

因为淀粉样蛋白的熔点高于正常晶素的熔点,因此该团队的重点是寻找将结晶蛋白淀粉样蛋白的熔点降低到正常的健康范围的化学品。

本集团始于2,450种化合物,最终归零12,即称为甾醇的化学类别。其中之一,称为Lanteroll,在6月份的纸张中显示出逆转白内障,但由于Lanterol索尔的溶解性有限,该研究的群体已经将该研究注入眼睛以供施加效果的群体。

格斯特维奇和他的团队以羊毛甾醇和其他甾醇为线索,又组装并测试了32种甾醇,最终确定了一种他们称之为“化合物29”的甾醇,认为它最有可能具有足够的溶解性,可以用于制造可溶解白内障的眼药水。

在实验室培养皿中,该团队证实了化合物29显着稳定的晶体并防止它们形成淀粉样蛋白。他们还发现化合物29已经形成的溶解淀粉样蛋白。通过这些实验,说:“我们开始详细了解该机制。我们知道化合物29绑定的地方,我们开始确切地了解它的所作所为。“

研究小组接下来在携带易患白内障突变的小鼠身上测试了一种眼药水中的化合物29。在实验乌莎·p·Andley博士眼科及视觉科学教授医学院第三他们发现滴部分恢复透明鼠标影响白内障晶体,以裂隙灯测试的眼科医生用来衡量人类白内障。

当化合物29滴眼液施用在天然存在的年龄相关性白内障的小鼠中,并且当将化合物施用于受手术期间已被除去的白内障的人体晶状体组织时,也可以看出类似的结果。

格斯特威奇警告说,这项研究中使用的裂隙灯测量晶状体透明度的方法并不是直接测量视力的方法,只有在人类的临床试验中才能确定复方29作为白内障治疗的价值。然而,他已经从密歇根大学获得了该化合物的许可,而曾在格斯特维奇实验室攻读研究生和博士后的马克利是ViewPoint Therapeutics公司的创始人和首席科学官,该公司正在积极开发供人类使用的化合物29。

狗也容易患上白内障。有一半的狗在九岁时就会患上白内障,而且几乎所有的狗都是在晚年患上的。在美国,一种有效的滴眼药物可能会使大约7000万只受影响的宠物狗受益。

通过UCSF的加州定量生物科学研究所(QB3)的“孵化器”计划形成了观点,位于QB3的詹森实验室的UCSF校园附近。

McMenimen,也是Gestwicki实验室的前一位前研究生,现在是Mt的Claire Boothe Luce Assistant Chemistry教授。yabovip2021霍利诺学院。该研究得到了国家卫生研究院,美国药物教育基金会和预防失明的研究支持。

格斯特维奇是加州大学旧金山分校神经退行性疾病研究所的一名成员,主要研究兴趣是痴呆症和相关疾病。他说,除了化合物29在白内障治疗方面的潜力外,通过研究获得的见解可能有更广泛的应用。

“如果你看看蛋白质的电子显微照片,导致白内障,你会被努力地告诉他们,因为那些导致阿尔茨海默氏,帕金森或亨廷顿疾病的蛋白质,”盖·克利说。“By studying cataracts we’ve been able to benchmark our technologies and to show by proof-of-concept that these technologies could also be used in nervous system diseases, to lead us all the way from the first idea to a drug we can test in clinical trials.”

出版物: Leah N. Makley等人,“α-晶体蛋白的药理伴侣部分恢复白内障模型的透明度”,《科学》2015年11月6日:第350卷第3期。6261页。674 - 677;DOI: 10.1126 / science.aac9145

1条评论“新化学化合物可以清除白内障”

  1. 测试人群中是否包括由微波和电离辐射引起的白内障?

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