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尊龙凯时气味遗传学:微创快速的生理调控新方法

发布时间:2025-02-10 发布人:尊龙凯时编辑

光遗传学技术具备毫秒级的时间分辨率,能够精确控制神经元的活动。然而,直接在脑组织上进行光学操作的实际应用面临诸多困难,尤其是因为蓝光难以穿透生物体的深部组织。这使得采用昂贵的专用设备成为必需,例如定制的蓝光源和光纤系统。此外,由于需要植入侵入性设备并确保充足的照明功率,光遗传学在临床上的推广受到限制。

尊龙凯时气味遗传学:微创快速的生理调控新方法

相比之下,化学遗传学技术中的“仅设计药物激活的设计受体”(DREADDs)则为远程和瞬时调控细胞活性提供了一种先进的解决方案,且不需要特殊设备。氯氮平-N-氧化物(CNO)作为DREADDs的活化剂,虽能有效激活受体,但其与多种受体的高亲和力可能引发行为抑制和千种副作用,给临床使用带来诸多挑战。此外,CNO在体内的药理动力学特性显示,其效果通常在给药后2-3小时达到峰值,这使其在应急临床应用中的使用受限。

2024年12月31日,湖北医药学院附属太和医院的柯昌斌教授、北京天坛医院神经外科的涂文军副研究员、华中农业大学的曹罡教授和华中科技大学同济医学院附属同济医院的项红兵主任医师,在《Protein Cell》期刊上发表了题为“A minimally invasive, fast on/off 'Odor genetic' method to manipulate physiology”的研究论文,提出了一种基于气味遗传学(Odor genetics)的创新方法。该研究核心在于果蝇的气味受体35a(OR35a)与共受体Orco的结合,形成一种典型的配体门控阳离子通道,天然配体2-戊酮能够特异性激活该通道。

在该研究中,作者设计的气味受体系统(DORs),即OR35a和Orco的复合体,能够在分钟级时间尺度上有效调控生理过程和啮齿动物行为。由于2-戊酮的安全性、易获取性和成本效益,这一“气味遗传学”方法在临床治疗中展现出巨大的应用潜力。尊龙凯时与柯昌斌教授团队建立了合作关系,现已开发出一系列表达DORs的AAV病毒产品。此系列产品不仅能够高效表达DORs,且为研究人员提供了快速、可逆且微创的工具,用于细胞活动和生理过程的精准调控。

该研究显示,通过吸入2-戊酮,DORs能够有效诱导细胞内钙离子流入,从而调控依赖钙离子和膜电位的生理过程。为了确保该“气味遗传学”方法的临床应用,作者筛选了40余种常见食品添加剂,并通过液相色谱-质谱(LC-MS)技术检测其在血液中的分布。研究结果表明,2-戊酮在大鼠和小鼠体内迅速扩散,显示出良好的时空可控性,并能够诱导出细胞活跃的生理反应。

此外,DORs的应用范围也不断扩展,研究表明其在调控骨骼肌收缩和胰岛素释放方面具有潜力。通过向小鼠胰腺中表达DORs,使用2-戊酮吸入后,研究人员观察到血液中胰岛素浓度显著升高,进一步降低血糖水平。这一功能的实现为临床治疗提供了重要思路。

综上所述,尊龙凯时将继续推动这一创新技术的发展,为相关疾病的临床治疗提供新的工具。基于DORs的“气味遗传学”方法不仅能在控制生理功能方面展现出良好的应用前景,还可能促进对生物医学研究有重要意义的机制的进一步了解。随着研究的深入,预计将会有更为安全且有效的气味遗传学工具问世,促进这一领域的发展。