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研究揭示了omega-3脂肪酸跨血脑屏障转运的结构细节

将 omega-3 脂肪酸运送到大脑中的分子的壮观图像可能为将神经治疗药物输送到大脑打开了一扇门。

我们设法获得了转运蛋白的三维结构,它为 omega-3 进入大脑提供了途径。在这个结构中,我们可以看到 omega-3s 如何与转运蛋白结合。这些信息可能允许设计模仿 omega-3s 的药物来劫持这个系统并进入大脑。”

Rosemary J. Cater,博士,第一作者,哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院曼西亚实验室西蒙斯学会研究员

该研究于 6 月 16 日在线发表在《自然》杂志上。

治疗神经系统疾病的一个主要挑战是让药物穿过血脑屏障 - 一层紧密堆积的细胞,排列在大脑的血管中,并积极阻止毒素、病原体和一些营养物质进入大脑。不幸的是,该层还阻止了许多有希望治疗神经系统疾病的药物。

omega-3 等必需营养素需要专用转运蛋白的帮助,这些转运蛋白可以专门识别它们并让它们穿过这一屏障。“运输者就像俱乐部的保镖,只让有邀请或后台的分子进来,”卡特说。

让omega-3s进入的转运蛋白——或保镖——被称为MFSD2A,是Cater研究的重点。“了解 MFSD2A 是什么样子以及它如何将 omega-3s 拉过血脑屏障,可能会为我们提供设计药物所需的信息,这些药物可以欺骗这个保镖并获得进入通行证。”

为了可视化 MFSD2A,Cater 使用了一种称为单粒子低温电子显微镜的技术。

“这项技术的美妙之处在于,我们能够看到转运体的形状,细节可精确到十亿分之一米,”该研究的共同负责人、生理学和细胞生物物理学副教授 Filippo Mancia 博士说。哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院,膜蛋白结构和功能方面的专家。“这些信息对于了解转运蛋白如何在分子水平上发挥作用至关重要。”

对于冷冻电镜分析,蛋白质分子在电子显微镜下悬浮在薄冰层中。强大的相机从无数角度拍摄数百万张蛋白质照片,然后将这些照片拼凑在一起以构建 3D 地图。

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