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闻香止痛:薄荷香控制的工程细胞治疗慢性疼痛
来源: CAS BioInfo   发布者:ailsa   日期:2018-02-27  

2018年2月6日,瑞士联邦理工学院Martin Fussenegger研究组在《自然-生物医学工程》上发表论文称,通过工程设计哺乳动物细胞,响应挥发性绿薄荷香味,可合成一种止痛药,减少老鼠的慢性疼痛。这种由薄荷香控制的工程细胞治疗慢性疼痛的策略,使得智能化个性化治疗又向前迈进了一大步。

目前治疗慢性疼痛的方法通常都是剂量限制性的,不是导致药物耐受性就是导致成瘾。研究者描述了一种新的疼痛管理策略,是受合成生物学研究的启发,基于细胞工程原理,由微胶囊化的设计细胞响应挥发性绿薄荷香味产生huwentoxin-IV(一种安全有效的镇痛肽,其选择性地抑制触发疼痛的电压门控钠通道NaV1.7)。薄荷香敏感性由r-carvone响应性嗅觉受体OR1A1的异位表达,通过人造G-蛋白质转向器,重新连线以诱导表达分泌工程化和稳定化的huwentoxin-IV来实现。在慢性炎症和神经性疼痛的模型中,携带设计细胞的老鼠在口服或吸入薄荷精油时减少了疼痛相关的行为,且没有心血管、免疫和行为方面的副作用。结果表明,基于工程细胞的治疗可以实现对慢性疼痛长期的、稳定的、可调的、按需的镇痛治疗效果。

长久以来,医学一直采取相同的治疗方法:当人们感到不适时去看医生,医生根据病患体重确定药物剂量,并规定每天要服用三次药片。这种方法的缺点在于:只有当人们已经生病时才去看医生,而医生按经验算出的药物剂量不一定准确。此类治疗,往往只能控制症状,不能治愈疾病。Fussenegger教授团队开展的“基于合成生物学研究的治疗策略(Synthetic Biology-Inspired Treatment Strategies)”项目,旨在进行基因和细胞治疗、药物发现、宿主病原体相互作用、组织工程和生物制药方面的创新研究,利用先进的合成生物学原理来设计未来的治疗手段。Fussenegger教授认为人们将在未来50年内发明电子药片,以胶囊的形式被植入皮下。首先,胶囊中将包含监测我们新陈代谢的工程细胞,通过调节蛋白质和代谢物的产生来干预和纠正健康问题。其次,胶囊还包含可以控制工程细胞并连接外界的电子元件,医生可以使用他们的智能手机来调整电子药丸的功能,并在必要时进行干预。这些电子药片将把诊断和治疗结合在一起。诊断的同时随即开始治疗,并以精确的个人剂量给药,使代谢性疾病在萌芽时就被有效控制。

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