波士顿大学医学院(BUSM)的研究人员开发并实施了一种新方法,以更好地了解人类细胞如何相互交流,这种交流在人类疾病中是如何被破坏的,以及如何从药理学上纠正这种交流。
他们的方法包括一套“生物传感器”,这是一种人工基因,可以在细胞中引入,当一组重要的信号分子被激活时实时报告。这些信号分子,“g蛋白”,是细胞内的分子开关。它们是由一大家族的受体蛋白激活的,这些受体蛋白能感知各种各样的刺激,包括光、气味、神经递质和激素。
这种信号机制已经被研究了几十年。然而,这些“生物传感器”的新颖之处在于,它们被用于研究g蛋白,其准确性在以前是不可能的。
研究人员利用分子工程技术,通过借用现有基因的部分来制造他们的生物传感器,这些基因包括水母编码荧光蛋白的基因、使肌肉收缩的变形蛋白、深海虾的发光蛋白和已知的专门识别活性g蛋白的蛋白质。然后,他们将制造生物传感器的工程基因引入几种不同类型的细胞,并研究它们如何对自然刺激(如神经递质或临床使用的药物)的刺激作出反应。
据研究人员称,超过三分之一的fda批准的药物通过激活或抑制g蛋白的信号传导起作用,包括常见的过敏药物、鼻减充血剂、高血压处方药、帕金森病的一线治疗药物、止痛药、抗精神病药物以及大麻和阿片类药物。
Garcia-Marcos实验室的博士后Marcin Maziarz博士认为,这些生物传感器可以在药物发现和药物开发以及表征许多现有药物的作用模式方面发挥重要作用。他说:“我们今天所做的事情很重要,因为它将使研究人员更容易、更准确地识别出更有可能在临床试验中成功的药物,因为许多最初在实验系统中表现出希望的药物最终未能提供临床结果。”
这项研究结果发表在《细胞》杂志的网络版上。