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光遗传学揭示心脏、肺、免疫疾病

秋海  发布于:2014/9/16  阅读量:617  来源:Medical press

涉及光遗传蛋白的新技术(利用光来控制并观察细胞,可达到前所未有的精确度),已经开始阐明底层细胞行为,探索以细胞或以基因为基础的疗法。康奈尔大学的研究人员正在开发这些蛋白质的高级形式来创建一个工具包,使它们被科学家更为广泛的使用。

 

“我们将针对这些工具包的建立使他们可应用于心脏、肺部、血管以及血液类的疾病的研究。”康奈尔大学Austin O. Hooey Dean of Veterinary Medicine以及该项目的首席研究员Michael Kotlikoff博士说,“研究人员将能够使用它们来解决一系列的健康问题,包括心脏病发作、中风、哮喘和免疫疾病。”

 

结合了光学与遗传学知识,光遗传学使科学家可以利用光触发并监控细胞指导一个或者两个类型的设计蛋白的行为。该蛋白被称为效应物,通过激活细胞来应对光线,或者是作为荧光感应器,当细胞被激活时会发出荧光。

 

效应器与感应器可被设计成特定类型的细胞或者是不同颜色的代码,让科学家无创性的触发一个类型来观察另一个类型的反应。你可以在活体动物里看到不同的细胞类型,从而在复杂的生物系统中直观了解特定细胞的角色。

 

在这个项目中,CHROMus老鼠品系开发被用于方便杂交繁殖,这样可以创建一个组合平台,使科学家定制效应器和感应器,包括从Kotlikoff实验室研发的新传感器——进入他们想学习特定的细胞类型。

 

“例如,我们实验室最感兴趣的是利用这些工具对血液流向组织的控制—在大事件如中风和心肌梗塞发生之前、中间以及之后均发生了什么,以及心脏损伤后不正常的节奏是如何发展的,” Kotlikoff说,“在西方国家,心脏病发作后心律失常是最常见的急性死亡原因,更好地了解它们出现的机制、原因和位置,可以帮助人们预防它们的发生。光遗传学工具可以让我们通过心脏直接观察相关细胞来确定他们在危险时候或者致命事件中的角色。”

 

该工具将被设计用于允许科学家询问和回答血管和肺疾病相关的问题,如免疫系统在哮喘和中风的作用,以及治疗性干细胞如何整合他们设计修复的组织。

 

“这些资源将让不同机构的研究人员在他们的工作中可以利用光遗传学工具,” Kotlikoff说,“这将降低了使用这些技术的障碍,这些工具的专业知识和在特定的细胞使用它们并不经常重叠,康奈尔大学也将着手建立工具包,因为我们在遗传学、光学、蛋白质工程和分子生物学领域有独特的综合优势和资源。”

(编辑:泡菜豆芽汤)


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