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研究人员开发了一种简化的方法来用光修改疾病信号

大多数疾病是由异常的细胞信号转导过程引起的,需要对细胞信号转导进行基础研究来确定未来治疗方法的靶标,尤其是在目前尚无治愈或有效治疗方法的情况下。

细胞光遗传学使用光来精确地控制太空中随时间变化的细胞信号传导,使其成为疾病研究的宝贵技术。但是,这种潜在的革命性方法对于许多研究人员来说很难使用,因为在很长一段时间内,用过的光本身可能会对生物系统产生不利影响,并且光遗传学工具可能会意外地迅速失活。

现在,来自芬兰图尔库大学的研究人员与德国法兰克福大学医院合作,开发了一种新颖的方法来利用共振能量转移的量子力学现象来设计对光更敏感的光遗传学工具。新方法还可以准确告知用户何时光遗传学工具将在细胞中失活。如果需要继续进行活动,则可以重新施加适量的额外光以重新激活工具。

将这些进展与现有工具和知识相结合,研究人员能够设计和构建更有效的光遗传学工具来研究信号通路。通过改进的工具,他们研究了两种常见的化学疗法药物,这些药物已知会对神经元产生副作用并引起神经性疼痛。新工具揭示了激活途径和抑制途径如何促进这些药物对所研究的疾病相关途径的作用。

Lili Li说:“现在,我们可以开发出更强大的工具,以准确了解有害条件如何破坏活细胞中的信号。该信息可能有助于我们识别靶标并设计针对诸如化学疗法诱发的神经性疼痛之类的疾病的更好的治疗化合物。”该研究的主要作者和图尔库生物科学中心的博士后研究员。

这项研究的资深作者迈克尔·考特尼补充说:“仍有进一步发展这些量子力学现象的潜力,以设计出更好的生物学和医学定量和信息方法,这可能支持将来发现新的治疗方法。”

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