如何利用新型化合物分子帮助治疗多种疾病？

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如何利用新型化合物分子帮助治疗多种疾病？
: \$ J! G# c1 d2 h9 B% n来源：本站原创 2018-09-18 22:56
2 J1 ^" W9 V9 A- v  _本文中，小编整理了多篇研究成果，共同解读科学家们如何利用化合物分子治疗多种人类疾病，改善人类健康！分享给大家！% f* }/ j% U& R# u* C. y

6 n# r' V' f% z7 s1 Q+ l2 H4 I【1】Sci Signalling：天然植物化合物可用于治疗致命癌症
! n+ o6 o; J& h' P9 Ydoi：10.1126/scisignal.aao6852
$ `* ~* m2 R. R0 H- n1 w9 J根据华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员的一项研究成果，一类天然植物化合物能够在实验室水平有效杀伤葡萄膜黑色素瘤细胞，以及能够关闭驱动葡萄膜黑色素瘤细胞生长的过度活跃的信号。该研究最近发表在《Science Signaling》杂志上。# i9 [5 G# C( u+ [! b& _
葡萄膜或眼部黑素瘤起源于包括虹膜的眼睛色素细胞层。恶性肿瘤患者中约有一半存在生命风险。该类癌症占所有黑色素瘤病例的约3％至5％。与皮肤黑色素瘤不同，葡萄膜黑色素瘤与紫外线照射没有密切联系，但研究人员指出，蓝眼睛和皮肤白皙的人患这种疾病的风险最高。1 C! w/ O& ?, E  F9 I$ D' C. s
“在大约一半的患者中，这种肿瘤存在转移性”该研究的作者，细胞生物学和生理学教授Kendall J. Blumer博士说， “皮肤黑色素瘤现在有许多相对较新的靶向疗法，包括免疫疗法，即使在肿瘤扩散后也能延长生存期。不幸的是，这些疗法似乎对葡萄膜黑色素瘤没有太大作用。因此需要针对这种特定类型的肿瘤发展新的疗法。”
2 L* J; n4 j& G6 [5 t+ z$ f【2】J Innate Immun：天然脂质分子或具有强大的抗炎性功能& R3 }5 l, V  S" h0 A
doi：10.1159/000489504. j; Q1 C" Q2 e* n" i) Z
近日，一项刊登在国际杂志Journal of Innate Immunity上的研究报告中，来自美国国家过敏和传染病研究所的科学家们通过研究鉴别出了一种自然产生的脂肪，即蜡质脂肪酸，致病菌能利用这种特殊的脂肪酸来损伤宿主机体的免疫反应，并且增加宿主感染的概率，相关研究或能帮助研究人员开发抵御细菌和病毒感染的潜在抗炎疗法。5 J4 D: ~) w  O7 O2 m0 G' ^
研究人员都知道，当感染小鼠和人类细胞后，脂质分子能够帮助土拉弗朗西斯菌抑制宿主的炎症反应，土拉弗朗西斯菌会诱发野兔病；这项研究中，研究人员在细菌细胞中发现了一种名为磷脂酰乙醇胺（PE）的特殊脂质形式，土拉弗朗西斯菌中PE的组成不同于其它细菌中PE的组成成分，在进行细胞培养实验中，研究人员发现，天然和合成性的PE能够降低因土拉弗朗西斯菌和登革热病毒所诱发的机体炎症。
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$ B* ~6 [! _; d# \/ a5 e【3】Polymers：科学家有望利用茶树油等天然植物提取物抵御细菌性感染
: l' c# [" [4 {# u" R, M5 o- w" Ldoi：10.3390/polym10050515! W" R( `$ b0 B) x$ u
近日，一项刊登在国际杂志Polymers上的研究报告中，来自詹姆士库克大学（James Cook University）的科学家们通过研究开发了一种新技术，其能将诸如茶树油等天然植物提取物用作医疗器械的涂层，而这一过程则能够有效抑制每年数百万感染事件的发生。
! I& y' m5 O: {1 T/ m仅在美国每年都又大约1700万新发生物被膜相关的细菌性感染，而且会导致大约55万人死亡，全球大约80%的外科手术相关感染都和细菌的生物被膜相关。研究者Mohan Jacob说道，这项研究中，我们能将基于植物的产物（PSMs，次级代谢产物）转化成为聚合物包被在医疗器械表面，包括一些可植入物。2 z5 c0 g( [/ T' G: Q* S
PSMs来源于精油和草药提取物，其具有相对强大的广谱抗菌活性，而且其还是具有商业数量的可再生资源，具有有限的毒性，相比合成性的抗生素而言，其也有着潜在不同的抵御细菌性感染的分子机制。这项研究能够帮助解决一些持续性的问题，即如何将来自液体状的植物提取物转化成为固体状态以用作医疗器械涂层，同时还不明显降低其作用效果。
& h: V" d5 j$ E- s3 `【4】JBC：新型系统有望帮助筛选出能抵御癌症的多种治疗性化合物! R: R/ |1 X9 ^* x' K
doi：10.1074/jbc.RA118.004274& C, a, H) L6 I1 R! d% S
近日，一项刊登在国际杂志Journal of Biological Chemistry上的研究报告中，来自美国国家推进转化科学中心的科学家们通过研究开发了一种新系统，或能帮助加速寻找抑制诱发一系列癌症的酶类的特殊化合物。2 p' u" w/ m9 Q. Q% R
目前研究人员利用这种技术已经筛选到了1600多种化合物，研究者表示，一种名为NSD2的酶类在多种癌症中都处于过表达状态，比如急性淋巴细胞白血病和特定类型的多发性骨髓瘤，因此抑制NSD2的活性似乎就能帮助开发治疗上述癌症的新型疗法，但截止到目前为止，研究人员在实验室环境中并没有发现能够可靠地阻断NSD2功能的任何化合物，更不用说在活体动物模型中进行测试了。" H, \/ {( C( T% E: p# v
研究者Matthew Hall表示，目前我们缺少很多可用的化学探针（就好像药物一样的分子）来帮助研究NSD2的功能；很难找到NSD2化学性抑制剂的一部分原因是该酶类很难在实验室中发挥作用，NSD2能够修饰DNA所缠绕的组蛋白。基于一些技术原因，研究人员开始利用该酶类的一部分片段和组蛋白的片段来进行其活性的研究，但NSDs仅会对整个核小体产生影响，即组蛋白与DNA相结合的单位。3 m# ^( `7 e4 K: p9 J7 w. B

7 m+ i; N' [! D' T【5】Aging：新型化合物能够扭转细胞衰老趋势
9 \/ f, n3 W, Qdoi：10.18632/aging.101500
# u0 @; a7 c5 M0 F% H1 c最近来自Exeter大学的研究者们做出的一项研究成果发现，通过药物处理能够扭转人类细胞衰老的趋势。
8 j" b& E- F6 a在在这一研究中，作者利用靶向线粒体的药物刺激实验室环境中培养的血管内皮细胞。结果显示，药物处理能够使下拨衰老的程度降低50%。此外，作者们还发现两种细胞内分裂因子对于内皮细胞的衰老进程具有重要的影响。
. O4 W$ N/ s* G4 E! Z这项研究为未来针对衰老细胞的治疗提供了更多的可能。众所周知，血管内皮细胞随着年龄的增长会变得更硬，从而提高患心脏病以及中风的风险。8 Q7 ]2 k( q9 i- ]+ P% ^
【6】Cell：脊髓损伤治疗取得重大进展！利用小分子化合物重新激活脊髓回路# c+ P* S: o3 ^# U" [7 C
doi：10.1016/j.cell.2018.06.005" H1 o; Y# c2 I/ e3 M+ o
大多数脊髓损伤患者从损伤部位以下都瘫痪掉，即便脊髓并没有被完全切断，也是如此。为什么脊髓中保持完好的部分不能继续发挥作用？如今，在一项新的研究中，来自中国南通大学、美国波士顿儿童医院和布莱根妇女医院的研究人员对脊髓中的神经回路（即脊髓回路）为何保持抑制状态提供了新的认识。他们还证实当全身给药时，一种小分子化合物能够激活瘫痪的小鼠中的这些神经回路，从而恢复它们的行走能力。相关研究结果于2018年7月19日在线发表在Cell期刊上。  [8 }: G2 E- B& l# o# @' j( ?
许多试图修复脊髓损伤的动物研究都集中在让神经纤维或轴突再生，或者让新的轴突从健康的轴突中出芽（sprouting）。虽然He的实验室和其他人之前已实现了令人印象深刻的轴突再生和出芽，但是在遭受严重的脊髓损伤后，这对动物运动功能的影响仍然是不那么清楚的。一些研究已尝试着使用5-羟色胺类药物等神经调节剂来刺激脊髓中的神经回路，但是这仅导致短暂的不受控制的肢体运动。, m5 ^& K1 S6 f9 H0 f
在这项新的研究中，这些研究人员采取了另一种方法，它受到基于硬膜外电刺激（epidural electrical stimulation）的策略取得成功的启发，这种策略也是唯一一种对脊髓损伤患者有效的治疗方法。在这种治疗中，会将电流施加到脊髓的下部；通过结合康复训练，这能够让一些患者恢复运动。
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, w" F1 D  ?: e- ]+ Z! j, M【7】Nature：科学家成功开发出有效治疗自发性炎性疾病的特殊小分子化合物
' Q* L4 R" {+ {, Ddoi：10.1038/s41586-018-0287-8; D$ }: _% S! `# @! U* ^+ v
近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员通过研究发现，两种小分子化合物或能有效阻断机体先天性免疫系统的中枢通路，从而或能为治疗自发性炎症疾病提供新的思路和希望。
% F, U5 d" H0 N2 w先天性免疫系统是机体抵御外来病原体的第一道防线，免疫细胞能快速识别外来的病毒或细菌，并且快速消灭这些外来者；作为检测病原体是否存在的关键策略，先天性免疫系统中的免疫细胞能够利用特殊的受体来鉴别微生物的DNA，随后激活STING蛋白的表达，STING即干扰素基因刺激因子(Stimulator of interferon genes)，一旦被激活，STING就会开启基因的表达，帮助细胞抵御感染性病原体的入侵。/ ~+ m4 D9 `; C7 b1 r; Y9 ]2 v
尽管如此，先天性免疫系统还会将矛头指向机体自身，诱发一系列疾病，比如所谓的自发性炎症疾病，尽管目前研究人员已经对参与先天性免疫系统功能发挥的分子进行了深入研究，然而开发靶向作用特殊分子的药物对于他们而言仍然面临着巨大挑战。这项研究中，研究人员通过研究开发出了特殊的新型化合物，其能够特异性地结合STING，并且有效阻断其活性，研究者利用一种筛选试验来寻找能抑制STING接到的细胞激活的特殊分子，随后他们筛选出了两种独立的化合物系列，其能够阻断人类和小鼠细胞中STING的功能。+ J) ~1 h. ]2 ?+ m* k
【8】Science：利用细菌制造出具有超级能量的碳环化合物
" L0 \" Q9 R7 [doi：10.1126/science.aar4239
( a) k& X( _, S" S在一项新的研究中，来自美国加州理工学院（Caltech）的研究人员开发出一种细菌菌株，它能够制造小型的但能量密集的碳环，这些碳环是制造其他化学物和材料的有用的起始原料。这些特别难以制备的碳环如今能够像酿制啤酒一样加以“酿造”。相关研究结果发表在2018年3月6日的Science期刊上。
. \8 V3 {$ S- p3 J  F( t这种细菌是来自加州理工学院化学工程、生物工程与生物化学教授Frances Arnold实验室的研究人员利用Arnold在20世纪90年代开发的定向进化技术开发出来的。这种定向进化技术使得科学家们能够快速地、轻松地培育出具有他们所需性状的细菌。Arnold实验室已利用它培育出产生碳-硅键和碳-硼键的细菌，这两种化学键都未在自然界的有机体中发现过。利用这种相同的技术，这些研究人员着手构建这些在自然界中很少观察到的小型碳环。
- X: V6 A1 S+ L+ p+ w在这篇论文中，这些研究人员描述了他们如何诱导大肠杆菌细菌产生双环丁烷（bicyclobutane）。双环丁烷是一组含有四个碳原子的化学物，这些碳原子经过排布后形成两个共享一个边的三角形。, r9 a& R, _$ l
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【9】Cell Chem Biol：科学家开发出新型化合物 能有效激活特殊抗癌T细胞的功能
1 v3 v- _: b- {+ I0 M) E  Tdoi：10.1016/j.chembiol.2018.02.009
- I0 D% |8 O  D! G  O( M/ r1 x不变的自然杀伤T细胞（iNKT）是机体免疫系统非常强大的武器，其能帮助抵御包括癌症、多发性硬化症及狼疮等多种疾病，如果能找到一种利用iNKT细胞功能的方法，那么研究人员未来或有望开发出更多新型的癌症疗法或疾病疫苗了。目前多种化合物都能有效刺激小鼠机体中的iNKT细胞，然而激活人类iNKT细胞的能力却非常有限。
5 ]: n2 _- B5 L6 x$ e2 w( i/ L最近，一项刊登在国际杂志Cell Chemical Biology上的研究报告中，来自康涅狄格大学的研究人员通过研究开发了一种新型的化合物，这种化合物或具有研究人员所需的强大特性；这种化合物是一种改良版的早期合成配体，其能够高效激活人类的iNKT细胞，促进iNKT细胞释放名为Th1细胞因子的特殊蛋白，并且刺激机体自身抗肿瘤的免疫力形成。
+ Q+ [) g( T7 T& r* C" e' r4 z【10】Nat Commun：葡萄中的特殊化合物或有望治疗抑郁症
6 t/ {+ J3 F* A- R& R' Ydoi：10.1038/s41467-017-02794-5
  ]/ V$ Q3 B1 B近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自西奈山伊坎医学院的研究人员通过研究发现，一种新型的葡萄衍生化合物：二氢咖啡酸（DHCA）和二甲花翠素3’-O-葡萄糖苷（Mal-gluc）或能作为治疗抑郁症的新型疗法，相关研究结果表明，这些天然化合物或能通过靶向作用疾病新发现的潜在机制来减缓抑郁症的进展。
7 ?' Q) J% h3 Y3 s( J( ~据美国CDC数据显示，目前美国每年大约有1600万名个体会出现抑郁症，常规的药理学疗法仅能让不到50%患者的疾病症状得到缓解，而且通常还会让患者出现严重的副作用，因此，目前研究人员迫切需要开发出一种新型广泛性的治疗手段。抑郁症和很多病理学过程直接相关，包括外周免疫系统的炎症等，外周免疫系统能够保护机体抵御多种疾病以及涉及突触的异常等，突触是一种特殊结构，其能允许神经元将电信号或化学信号传递给其它神经元。（生物谷Bioon.com）
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