抗体样蛋白可能阻止新冠肺炎细胞因子风暴

2022-04-08 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:1002 /
内容摘要:
细胞因子是刺激炎症和其他免疫反应的信号蛋白。细胞因子风暴,或细胞因子释放综合征,在新冠肺炎病毒感染中起着关键作用。这种突发的免疫过度反应会损害肺部,并可能危及生命。因此,有效去除过多的细胞因子对治疗至关重要。现在,麻省理工学院和阿瓦隆全球心脏公司的研究人员已经开发出了他们认为可以......

细胞因子是刺激炎症和其他免疫反应的信号蛋白。细胞因子风暴,或细胞因子释放综合征,在新冠肺炎病毒感染中起着关键作用。这种突发的免疫过度反应会损害肺部,并可能危及生命。因此,有效去除过多的细胞因子对治疗至关重要。现在,麻省理工学院和阿瓦隆全球心脏公司的研究人员已经开发出了他们认为可以吸收过量细胞因子的特殊蛋白质。

This rendering depicts the secretion of cytokines, the tiny pink bits, from a cell. Image credit: Scientificanimations.com / CC BY-SA 4.0.

这张渲染图描绘了细胞因子的分泌,即细胞分泌的微小粉红色碎片。影像学分:Scientificanimations.com/CC BY-SA 4.0。

该研究的高级合著者、麻省理工学院研究科学家芮青博士说:“这个想法是,它们可以被注射到体内,并与细胞因子风暴产生的过量细胞因子结合,清除过量的细胞因子,缓解感染的症状。

该团队在阻断细胞因子风暴方面的工作源于一个旨在开发膜嵌入蛋白质的改良版本的项目。这些蛋白质通常很难研究,因为一旦它们从细胞膜中提取出来,只有悬浮在特殊类型的洗涤剂中,它们才能保持其结构。

在研究这个问题几年后,研究人员开发了一种方法来修饰这些蛋白质的疏水区域,使它们溶于水,更容易研究。

他们的方法被称为“数量代码”,要求用结构相似的亲水性氨基酸替换一些疏水性氨基酸。亮氨酸转化为谷氨酰胺,异亮氨酸和缬氨酸转化为苏氨酸,苯丙氨酸转化为酪氨酸。

在开发了QTY代码后,该团队将重点放在了被称为细胞因子受体的蛋白质的水溶性版本上。这些受体存在于免疫细胞表面,在那里它们与细胞因子结合。

科学家们认为,模拟这些细胞因子受体的蛋白质可以帮助对抗细胞因子风暴,这种风暴可能是由病毒或细菌感染,包括艾滋病毒和肝炎产生的。它们也可能是癌症免疫疗法的副作用。

2019年4月,该团队着手设计能够像海绵一样吸收这些多余细胞因子的蛋白质。为了做到这一点,他们使用数量代码来制造细胞因子受体的水溶性版本。当蛋白质溶于水时,它们可以有效地在人体血液中流动,而最初的疏水性蛋白质可能会附着在它们遇到的细胞上。

作者还在他们的水溶性受体蛋白上附着了一个叫做Fc区的抗体片段。这个区域有助于进一步稳定血液中的蛋白质,并使它们不太可能受到免疫系统的攻击。

他们设计了模拟六种不同细胞因子受体的蛋白质,这些受体可以结合干扰素和白细胞介素等细胞因子,以及一类称为趋化因子的细胞因子。

在蛋白质结合强度的实验室测试中,他们发现其修饰的蛋白质能够以与天然细胞因子受体相似的强度结合细胞因子。

“我们设计的细胞因子受体将吸收细胞因子风暴期间释放的大部分过量细胞因子,”合著者、Avalon GloboCare首席执行官兼总裁金大卫博士说。

2020年3月,当证据开始表明新型冠状病毒病毒正在一些患者中引发细胞因子风暴时,研究人员意识到他们设计的受体蛋白可能有所帮助。

他们决定迅速公布他们迄今为止所产生的结果,他们现在正计划在人类细胞和新冠肺炎感染的动物模型中进行额外的测试。

“这种方法的潜在有用性强调了好奇心驱动的研究的重要性,”麻省理工学院研究员、该研究的高级合著者张曙光博士说。

“事实证明,我们在2019年4月启动的研究与新冠肺炎感染患者的治疗直接相关。好奇心驱动,甚至积极主动的研究往往会导致做好准备,这是预防未来灾难的关键。”

该团队的工作发表在《生物物理学季刊(QRB)发现》杂志上。

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郝等. QTY编码设计的水溶性Fc融合细胞因子受体与其各自的配体结合。《QRB发现》,2020年4月9日在线发布;doi: 10.1017/qrd.2020.4


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