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铁超负荷是一种影响着世界上百万人口的常见症状。身体里积累过多的铁可导致中毒,而且铁沉着会损伤肝部、心脏以及其它器官。研究人员称,目前的治疗方法并不理想,而且有严重的副作用。
铁超负荷是一种影响着世界上百万人口的常见症状。身体里积累过多的铁可导致中毒,而且铁沉着会损伤肝部、心脏以及其它器官。研究人员称,目前的治疗方法并不理想,而且有严重的副作用。
身体里的铁是由一种叫做铁调素的荷尔蒙进行调节的。这种荷尔蒙的缺乏会引起铁超负荷,后者经常出现在遗传性血色素沉着和库利式贫血一类的基因紊乱疾病中。
怀着找到治疗铁超负荷的方法的希望,加州大学洛杉矶分校的研究学者研发除了一种新的基于小分子的治疗方法,模拟小鼠中铁调素的作用。11月1日,经过同行评议的《临床调查期刊》在线刊登了他们的研究成果,这些发现或将引领新药的出现,帮助预防这一病况。
铁调素通过进入一种名为膜铁转运蛋白的受体蛋白来起作用,膜铁受体蛋白导致身体里铁流动的改变。加州大学洛杉矶分校的团队系统地与这一荷尔蒙-受体界面进行互动,以了解这两者如何组合在一起,以及哪个部分的铁调素对与膜铁转运蛋白结合最重要。
“就好像在玩拼图一样,我们尽力找到最适合的那一片。”该研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校戴维•葛芬医学院副教授Elizabeta Nemeth博士说。
Nemeth同时也是加州大学洛杉矶分校铁紊乱中心的共同主任。她强调,这是医学界第一次尝试开发模拟铁调素的治疗方法。因为铁调素含有25种氨基酸及无数的二硫键,所以仿制这一荷尔蒙来作为药物将会非常昂贵和困难的。
迷你铁调素治疗预防患有遗传血色素沉着疾病的小鼠出现肝部铁超负荷。上侧面板展示的是接受安慰剂治疗的小鼠的一个肝切片,底部面板展示的是接受迷你铁调素治疗的小鼠的肝切片。蓝色显示铁沉着,粉色标识低铁含量的细胞。利用迷你铁调素治疗两周后,伤害性的肝部铁积累得到预防。
加州大学洛杉矶分校将研究瞄准在铁调素和膜铁转运蛋白领域,这一产生铁调节活动的最佳组合上。令人惊讶的是,他们发现,铁调素分子的前三分之一具有和整个分子类似的作用。研究人员于是重新构建了整个分子的这一部分以增加其效力,并将重构后的新分子命名为“迷你铁调素”。
“我们发现,只要一些氨基酸就足以提供一个有效的迷你铁调素的设计构架。”葛芬医学院的医学访问讲师Piotr Ruchala说。
研究团队确认了迷你铁调素在健康小鼠中的有效作用,并证明了它们能够帮助患有遗传性血色素沉着的小鼠模型预防铁超负荷症状。
“利用这一结构和功能分析,我们得以开发出迷你铁调素这一甚至比自然分泌出的荷尔蒙更有效的物质。”该研究论文的作者、医学和病理学教授、葛芬医学院铁紊乱中心共同主任Tomas Ganz博士说。
Ganz补充道,加州大学洛杉矶分校的这些发现是建立在该研究团队之前的研究之上的,此外,来自全世界的合作者们也做出了很大的贡献,他们起初帮助发现了铁调素和膜铁转运蛋白在铁调节中的角色。
下一步将是找到用于人体实验的最佳迷你铁调素形式。据加州大学洛杉矶分校的研究人员说,如果这些分子的安全性和疗效得到确认,那么迷你铁调素就有可能可以单独或者与现有治疗手段相结合来医治铁超负荷疾病。
这一研究由国家糖尿病、消化及肾病研究所——该研究所是美国国立卫生研究院的一部分——以及威尔•罗杰斯基金会共同资助。
加州大学洛杉矶分校目前正在与一家生物科技公司协商为该技术获取许可,该公司将会进一步开展迷你铁调素的临床前研发及之后的临床实验。
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