处于子实体期的盘基网柄菌

  撰文 | 山姆·琼斯(Sam Jones) 

  翻译 | 龚聪

  慢性阻塞性肺病(COPD,包括肺气肿、慢性支气管炎和其他疾病)是美国人的主要死因之一。目前,没有任何疗法可以预防或逆转慢性阻塞性肺病。但是多亏了变形虫,一项新的研究发现了可能有助于保护肺细胞免受此类伤害的基因,它或许可以逆转慢性阻塞肺病的症状。

  “我需要诊治慢性阻塞肺病的患者,所以这个发现对我来说非常重要。”美国匹兹堡大学的肺部疾病研究员和医生科琳·克利门特(Corrine Kliment,这项研究的主要作者)说。为了寻找可能有用的基因,克利门特和团队开始研究土壤中的变形虫:盘基网柄菌Dictyostelium discoideum)。

  变形虫有许多在人类中同样存在的基因,但这种微生物的生命周期比人类短很多,因此科学家可以在研究哺乳动物模型之前,利用它们来快速发现感兴趣的基因。“我们经常开玩笑说,人类只是长着头发的变形虫。”美国约翰·霍普金斯大学研究员道格拉斯·鲁滨逊(Douglas Robinson,这项研究的主要作者)说。

  大约75%的慢性阻塞肺病死亡与吸烟有关。因此,在短短4周内,鲁滨逊的实验室就筛选了35 000条变形虫,并将它们的基因修改为能够大量产生一系列不同蛋白质的状态。随后,他们开始观察是否存在一种蛋白质能够保护变形虫免受香烟烟雾的损害。当研究人员将所有变形虫暴露在香烟烟雾提取物中时,他们发现生存状态最好的变形虫能够大量产生几种对细胞代谢很重要的蛋白质

  接下来,他们开始在人和小鼠的肺细胞中寻找这些蛋白质。他们发现,在吸烟者、慢性阻塞性肺病患者和长期接触烟雾的小鼠中,一种蛋白质的产量非常低,叫做ANT2蛋白。

  研究人员惊讶地发现,ANT2蛋白在执行代谢功能以外,还扮演着别的角色。在显微镜下观察肺细胞时,克利门特看到ANT2蛋白聚集在细胞表面被称为纤毛的毛发状突起周围,后者能够来回扫动以清除肺部粘液。在慢性阻塞性肺病病例中,这些纤毛无法顺畅移动,进而造成粘液聚集,有可能引发呼吸衰竭。克利门特和同事发现,ANT2蛋白可以促进水合作用,因此使得纤毛更容易清除粘液。他们将这项研究发表在《细胞科学》(Cell Science)杂志上。

  目前,克利门特和鲁滨逊的目标是开发出能够增加ANT2蛋白产量的药物和基因疗法,希望能够缓解粘液聚集并逆转慢性阻塞肺病症状。鲁滨逊和一些合作者准备创办一家公司,使用变形虫来筛选新疗法,治疗包括慢性阻塞肺病在内的疾病。

  美国马里兰大学的肺病研究员格雷格·邓肯(Gregg Duncan,并未参与这项研究)乐观地认为,这项工作或许能够帮助慢性阻塞肺病患者:“我很高兴看到这一切,我们有望长期地、持久地逆转慢性阻塞肺病症状。”

  本文转自环球科学


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