发光的胆固醇帮助科学家对抗心脏病

发光的胆固醇帮助科学家对抗心脏病
这张照片捕捉到了LipoGlo斑马鱼体内NanoLuc蛋白发出的明亮蓝光(化学发光)。通过将这种发光的酶附着在坏胆固醇颗粒上,研究人员能够可视化每条鱼体内的胆固醇含量以及它在体内的位置。上面的图片显示了一个发育24小时的斑马鱼胚胎,许多胆固醇颗粒从它的大球形蛋黄中释放出来。随后的图像每24小时拍摄一次,显示斑马鱼胚胎中胆固醇水平在3到4天大时达到峰值。图片由James Thierer和Ed Hirschmugl提供。

一项新开发的技术显示了活鱼中动脉堵塞的脂肪和蛋白质复合物,让卡内基、约翰霍普金斯大学和梅奥诊所的研究人员对如何实际研究心脏病有了初步了解。他们的研究目前被用于寻找抗心血管疾病的新药,现在发表在自然通讯

脂肪分子,也叫脂类,如胆固醇和甘油三酯在血液中穿梭一种叫做载脂蛋白b的蛋白质,简称ApoB。这些脂质和蛋白质的复合物被称为脂蛋白,但通常被称为“坏胆固醇”。

有时,这种运送脂肪和胆固醇的装置会停下来,嵌入血管的两侧,形成危险的堆积。这些被称为斑块的沉积物会使动脉壁变硬,使心脏更难泵血,这最终会导致心脏病发作。

“这些含有载脂蛋白b的脂蛋白直接负责在血管中产生斑块,所以了解更多关于它们的知识对于对抗心血管疾病的全球流行是至关重要的,”首席作者James Thierer a解释说他在卡内基胚胎学系做研究。

找到降低血液中形成斑块的脂蛋白水平的方法将挽救生命。但ApoB是一个非常大的市场这使得使用传统的分子生物学研究技术进行研究变得困难。

因此,Thierer和卡内基的Steven Farber,以及来自梅奥诊所的一位同事,开发了LipoGlo系统,该系统使用最先进的基因组工程,用一种发光的酶标记ApoB,这种酶类似于照亮萤火虫的酶。这使他们能够监测ApoB复合物在斑马鱼幼虫体内的运动。他们的方法非常敏感,可以用来测量几乎是显微镜下的一小滴血液中的脂蛋白,这使得研究人员可以进行许多相同的研究这是在微小的斑马鱼幼体中对人类进行的实验。

他汀类药物帮助了很多人,挽救了很多人的生命,但仍然有人死于这种疾病因此迫切需要新的医疗策略来了解和防止动脉斑块的形成,”法伯说。“我们的LipoGlo系统使我们能够研究斑马鱼幼虫体内的ApoB,使我们能够尝试数千种潜在的药物,并找到可能是这种可怕疾病的下一个治疗方法的大海捞针。这种全动物筛选在任何其他脊椎动物中都是不可能的。”

目前,美国的医生通过测量血液中脂肪和胆固醇等脂蛋白成分的浓度来间接判断动脉硬化的风险。但这是一个不完美的工具,在某些情况下,它会低估风险。

LipoGlo可以让法伯和他的团队直接观察小样本材料中脂蛋白的浓度、大小和分布,从而最终阐明对抗心脏病风险的方法。

利用这个系统,Thierer, Farber和梅奥诊所的Stephen Ekker还发现了一种名为pla2g12b的神秘基因,它对含有apob的脂蛋白的大小和数量都有巨大影响。目前还不清楚这种基因到底是如何起作用的,但进一步的研究可以帮助研究团队理解为什么心脏病会在家族中遗传,或者为控制基因数量指明一个新策略在血液中。

“尽管要完全理解动脉粥样硬化的潜在过程还有很多工作要做,但这些发现表明,我们的LipoGLo工具有能力改变我们对脂蛋白生物学的理解,这将对未来的治疗策略产生重要影响”,法伯结束。

更多信息: 自然通讯(2019)。DOI: 10.1038 / s41467 - 019 - 11259 - w
期刊信息: 自然通讯

引用:发光胆固醇有助于科学家对抗心脏病(2019年7月31日),检索自2022年11月5日//www.pyrotek-europe.com/news/2019-07-cholesterol-scientists-heart-disease.html
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