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用光对抗疟疾

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用光对抗疟疾

2016年8月16日

疟疾是世界上最致命的传染病之一, 随着导致这种疾病的寄生虫对目前的治疗方法产生抗药性,这种疾病有可能恶化. 保罗·西加拉博士.D., 犹他大学生物化学助理教授, 正在开发一种不同寻常的对抗疟疾的策略:用光杀死寄生虫. 他解释了为什么这种寄生虫在感染人体内的红细胞时会变得脆弱, 这种方法是如何工作的, 以及它治疗疾病的潜力.

事件记录

面试官: 用光杀死疟疾? 大发娱乐将在接下来的《大发娱乐》节目中讨论这个问题.

播音员: 研究最新的研究,告诉你最新的突破. 科学研究节目在范围上播出.

面试官: 我正在和医生谈话. Paul Sigala,犹他大学生物化学助理教授. 所以博士. 萨加拉,疟疾在美国并不常见.S. 但在世界其他地方,这确实是个大问题. 你能谈谈这个吗?

Dr. Sigala: 疟疾确实是世界面临的最紧迫的健康问题之一. 几十年来一直如此. 即使现在大发娱乐在公共卫生方面取得了巨大的进步, 全球每年有数亿人感染疟疾寄生虫, 导致近百万人死亡. 不幸的是,这些死亡大多是非洲五岁以下的儿童.

面试官: 疟疾有治疗方法. 效果如何??

Dr. Sigala: 大发娱乐目前有很好的治疗方法. 所以在联合治疗中,青蒿素是第一线的治疗,它确实是一种神奇的药物,拯救了数百万人的生命,所以它的重要性得到了认识. 去年,中国的发现者获得了诺贝尔奖. 但就像之前的大多数药物一样, 最终,寄生虫找到了产生耐药性的方法. 现在很多的注意力都在试图设计一种可以与青蒿素结合的新药来克服这种耐药性,或者其他方法来对抗或逆转多重耐药性.

面试官: 你要做的部分工作是了解疟疾是如何工作的,这样你就可以想出阻止它的方法. 其中一种方法就是观察它如何与血红素相互作用, 哪个是大发娱乐红细胞的一部分.

Dr. Sigala: 没错,所以寄生虫会感染红细胞,而红细胞是人体内血红素含量最高的细胞. 寄生虫也利用血红素作为其自身血红素蛋白的辅助因子. 所以它需要一种获取血红素的方式,所以大发娱乐一直在研究寄生虫是如何制造自己的血红素或在红细胞内清除血红素的.

大发娱乐的红细胞, 在他们的早期发展阶段, 它们有自己的血红素生物合成酶能够大量产生大量的血红素. 它们会留在成熟的红细胞中. 它们通常不活跃. 但大发娱乐发现体内的寄生虫, 大发娱乐想出了一种方法来过度刺激这些酶的活动,从而使大发娱乐能够杀死寄生虫.

面试官: 帮我理解一下. 所以你可以利用一些血红素合成工具它们恰好漂浮在大发娱乐制造的血液中.

Dr. Sigala: 这是正确的. 这些是红细胞内的酶但不再活跃因为红细胞血红素合成在细胞发育末期逐渐消失. 但是酶还在那里, 因此,当寄生虫在体内时,它现在从血清中吸收营养和其他化合物的能力增强了. 大发娱乐发现的其中一种化合物实际上可以刺激这些残留的人类酶的活性. 由于这种活动而积累的一些中间产物实际上使寄生虫变得敏感,这样当大发娱乐用光照射寄生虫时,它就会杀死它.

面试官: 灯在做什么?

Dr. Sigala: 有几种化合物是光毒性的. 也就是说,当它们吸收光时,会产生所谓的活性氧, 或者是真正的反应性分子,它们会与各种生物分子迅速反应,杀死产生它们的细胞. 这是用于癌症治疗的一种形式, 这被称为光动力疗法大发娱乐认为有可能将这种方法用于治疗疟疾.

面试官: 怎么做呢? 我的意思是,首先,你是怎么弄到光线的? 这是在你的身体里.

Dr. Sigala: 这是正确的. 所以这是创造性挑战的一部分. 想象在某人的血液中插入一根光纤电缆,并试图照亮每一个受感染的细胞,这是不太现实的. 这也是一个挑战,因为恶性疟疾会附着在大发娱乐的血管壁上, 所谓的封存, 这意味着很多真正成熟的形式并没有在活跃的流通中,这使得很难瞄准他们.

所以大发娱乐想设计一种策略来克服对外部光源的依赖,大发娱乐发现大发娱乐可以使用一种叫做luminal的化合物, 这是一种特性很好的化学发光化合物. 也就是说它是一种发光的小分子. 当大发娱乐将luminal和其他化合物结合起来模拟血红素生物合成时,这些化合物会在寄生虫感染的红细胞内聚集,并在细胞内产生光,选择性地杀死寄生虫.

面试官: 我记得你以前告诉过我光管其实就是荧光棒里的东西. 正确的?

Dr. Sigala: 这是正确的. 所以它通常用于荧光棒,也用于警察部门的法医原因,试图在血腥现场识别血液,因为luminal的一个奇怪之处在于它需要被激活. 它通过与铁的相互作用被激活所以血红素中含有铁. 所以血迹就是犯罪现场的血迹暴露在空气中所以当你往里面喷luminal时, 它激活了它.

但是化学也有助于luminal靶向疟疾寄生虫的特异性. 因为它需要铁的活化机制, 大多数人体细胞都将铁紧密地隔离起来,而且铁并不容易获得. 但在正常的48小时周期内,寄生虫会降解人体红细胞中80%的血红蛋白, 将蛋白质部分分解成氨基酸. 但是主题, 它基本上被隔离在一个液泡中,所以血红素中的所有铁现在比在健康的红细胞中暴露得更多. 这样就可以在运送时激活luminal.

面试官: 这很方便.

Dr. Sigala: 它是.

面试官: 那你在实验室里是怎么调查的呢? 你现在处于什么阶段?

Dr. Sigala: 正确的, 因此,大发娱乐目前所做的是在原则上探索在x体内培养系统中,是否可以通过这种组合治疗有效地杀死寄生虫. 答案是肯定的,大发娱乐当然可以. 大发娱乐一路上发现的是,不仅是美国ALA, 氨基亚油酸, 加上luminal effective, 但它与目前的抗疟疾化合物协同作用非常好, 青蒿素是一个真正的新转折. 所以这三种化合物的组合在体外杀灭疟原虫方面是非常有效的.

所以下一个挑战是问这在体内是否有效. 这在人类身上很难直接做到,但大发娱乐可以转向研究感染啮齿动物的疟原虫. 有老鼠疟疾,它们大发娱乐提供了一个现成的方法来提问, 大发娱乐能不能用这些化合物的组合疗法治愈一只患疟疾的老鼠?

面试官: 我想提的另一件事是产生疟疾的寄生虫实际上有点神秘. 实际上大发娱乐对它还有很多不了解的地方.

Dr. Sigala: 这是正确的. 对于一种大发娱乐已经与之抗争了数千年的细菌,尤其是在大发娱乐对基因和基因组了解如此之多的今天, 这是不寻常的. 这是一个加深大发娱乐对高效寄生虫如何执行任务和设计巧妙的新策略在大发娱乐细胞内生存的理解的机会. 所以它教会了大发娱乐一些生物学的一般机制, 但更重要的是,这意味着有机会,因为这些基因和潜在的蛋白质本身与大发娱乐自己的蛋白质非常不同,如果大发娱乐能够以一种真正避免对大发娱乐身体产生毒性的方式了解它们的功能,大发娱乐就可以选择性地针对它们.

播音员: 有趣,内容丰富,而且都是为了更好的健康. 大发娱乐是Scope健康科学广播.