科学家发现在囊性纤维化中,蛋白质会与错误的伴侣“对话”
斯克里普斯研究所(TSRI)的科学家已经发现证据表明,导致大多数囊性纤维化病例的突变蛋白忙于与错误的细胞邻居“交谈”,以至于无法正常工作,并过早降解。
通过消除这种颤动,研究人员部分恢复了蛋白质的正常功能。研究结果表明,总有一天,治疗方法可以治疗囊肿性纤维化的根本原因,而不仅仅是症状。
TSRI教授John R. Yates的实验室助理研究员Casimir Bamberger说:“我们已经发现的蛋白质和相互作用确实为治疗囊性纤维化的新药靶点的研发提供了动力。”他与TSRI的工作人员Sandra Pankow共同撰写了这项新研究。
这项新研究于2015年11月30日在该杂志出版前在线发表自然.
囊性纤维化的根本原因
囊性纤维化患者的肺部会持续感染和黏液积聚。虽然有治疗症状的方法,比如用抗生素治疗感染,但还没有完全恢复肺功能的疗法。
班伯格、潘科和他们的同事们认为,更好地了解一种叫做囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)的蛋白质可能是开发新疗法的关键。大多数患有囊性纤维化在编码CFTR的基因中有一种名为ΔF508的突变,使CFTR无法正常折叠并在细胞中被正确处理。
有趣的是,之前的研究表明突变CFTR在低温下恢复正常功能。
潘科说:“当然,冷冻人不是一种实用的治疗方法,但这向我们表明,CFTR突变体可以发挥作用。”“所以我们新研究背后的想法是找到新的候选药物,可以模拟我们在低温下看到的情况。”
寻找药物靶点
在这项新研究中,研究人员使用一种名为协同纯化蛋白质识别技术(CoPIT)的工具分析细胞样本,这是他们开发的一种用于识别蛋白质和分析数据的新方法。通过CoPIT,他们几乎确定了CFTR相互作用的所有蛋白质——甚至跟踪了第二和第三蛋白质的相互作用。
结果令人惊讶。虽然人们认为大多数突变蛋白只是缺少一到两个关键的相互作用,但ΔF508 CFTR突变蛋白获得了一个全新的“疾病特异性”相互作用网络。
Pankow说:“300个蛋白质改变了它们相互作用的水平,另外200个蛋白质与突变的CFTR相互作用。”“就好像一直都是错误的人在和变异的CFTR说话。”
研究人员缩小了这些突变体蛋白质只与8个关键的破坏蛋白相互作用。然后,该团队使用基因沉默的方法去除或“敲掉”这些蛋白质,并阻止这些蛋白质与ΔF508 CFTR的相互作用。他们发现,如果没有额外的相互作用,ΔF508 CFTR部分恢复了正常功能。
Pankow和Bamberger说,这项研究的下一步是寻找靶向这些破坏性蛋白质的候选小分子药物。研究人员还公开了他们的原始CoPIT数据,以便其他科学家可以探索CFTR相互作用的临床意义。