MIT化学家发明的一项新技术可用于检测COVID-19病程的中和抗体

MIT化学家发明的一项新技术可用于检测COVID-19病程的中和抗体可以解除病毒武装的抗体被称为中和抗体，是人体抵抗感染能力的关键。麻省理工学院的化学家们想出了一种新方法来识别血液样本中的这些中和抗体，方法是分析抗体如何与病毒蛋白表面的糖分子相互作用。这项新测试可能有助于揭示某人是否具有针对SARS-CoV-2等病毒的中和抗体，SARS-CoV-2是研究人员在研究中重点关注的病毒。可通过疫苗接种或先前感染产生的中和抗体可提供针对未来感染的保护。“这种类型的测定可用于检查患者是否真的受到疫苗的保护，”麻省理工学院诺华化学教授、该论文的资深作者LauraKiessling说。“如果某人处于高风险中，那么能够快速确定他们是否具有中和抗体真的很有利。”Kiessling说，这项技术使用许多生物化学实验室中已经发现的通用设备，还可以帮助研究人员确定当前的疫苗在多大程度上可以预防SARS-CoV-2的新变种。前麻省理工学院博士后MichaelWuo和麻省理工学院研究科学家AmandaDugan是该论文的主要作者，该论文于5月10日发表在开放获取期刊ACSCentralScience上。中和还是不中和？大多数SARS-CoV-2疫苗都针对病毒的刺突蛋白，病毒利用刺突蛋白通过ACE2受体进入宿主细胞。与病毒包膜上发现的大多数蛋白质一样，刺突蛋白被大量挂在蛋白质上的糖链包裹着。Kiessling的实验室研究蛋白质如何与细胞表面的碳水化合物相互作用，他想知道是否有可能创建不同抗体的“指纹”，基于它们如何与SARS等病毒蛋白上的糖分子相互作用。CoV-2刺突蛋白。Kiessling说：“要判断抗体是否具有中和作用，您通常必须进行一组相对困难的测定。必须测试抗体是否能阻止病毒感染细胞。我们认为，如果我们能够开发出这种指纹，那么我们就可以更快地识别中和抗体。”为此，研究人员创建了一组市售凝集素（与碳水化合物结合的蛋白质），这些凝集素取自多种生物，主要是植物和细菌。凝集素通常参与细胞间相互作用和免疫反应等功能，当它悬挂在蛋白质上时，会与糖链末端的糖分子结合。当研究人员将SARS-CoV-2刺突蛋白暴露于这些凝集素时，每种凝集素都会附着在蛋白质上发现的特定糖分子子集上。然后，研究人员添加含有抗SARS-CoV-2抗体的血清。如果抗体对刺突蛋白具有高亲和力，它们就会将已经存在的凝集素推开。每种抗体都会置换一组不同的凝集素，具体取决于其结合特异性，并且可以使用称为酶联凝集素测定(ELLA)的实验室测试来测量这种置换。通过分析每种抗体是否置换了与刺突蛋白结合的28种不同凝集素，研究人员能够识别凝集素置换的模式，从而为每种抗体创建独特的“指纹”。研究人员首先确定了已知中和或非中和抗体的指纹。然后，他们测试了患者的血液样本，并通过将这些样本与已知中和抗体产生的指纹进行比较，从而确定这些样本中的抗体是否具有中和作用。“通过观察不同的模式，我们可以看到中和抗体与非中和抗体属于不同的类别，”Kiessling说。抗体概况通过这种分析，研究人员还能够根据抗体是来自接种ModernaCOVID-19疫苗的人还是来自辉瑞COVID-19疫苗的人来对抗体进行分类，每种疫苗都针对略有不同的病毒RNA序列。研究人员已经为该技术申请了专利，他们希望可以开发该技术以在医生办公室进行快速测试以确定个体患者的抗体谱。Kiessling说，这项技术可能会被用于识别针对SARS-CoV-2新变种或其他致病病毒的中和抗体。现在研究人员有了一组可用于测试的凝集素，他们只需要用已知具有中和性和非中和性的抗体重新运行分析，这样他们就可以确定这些抗体的正确指纹.“我们可以对所有受关注的SARS-CoV-2变体使用相同的凝集素组，”Kiessling说。“它对出现的任何新病毒都有用，只要它们有病毒包膜。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1363861.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1363861.htm

研究人员建议将输FSAP血蛋白作为治疗中风的新方法

研究人员建议将输FSAP血蛋白作为治疗中风的新方法这项新研究的作者之一SandipKanse解释说："那些从[中风]中幸存下来的人，往往承受着改变生命的大脑损伤。除了痛苦的代价之外，护理这些病人对卫生保健系统来说也是非常昂贵的。因此，我们必须找到能够在中风后立即应用的治疗方法。每损失一分钟，就有更多的大脑组织被损坏"。该研究重点关注一种叫做第七因子激活蛋白酶（FSAP）的循环血液蛋白。这种蛋白质长期以来一直被认为与对抗中风有关，研究显示在中风后它在血液中的水平增加。而且，具有降低FSAP水平的基因突变的人，往往患中风的风险更高。因此，假设FSAP能在一定程度上保护大脑免受中风的有害影响，也许它可以被转化为一种治疗方法。第一步是研究在诱发中风但完全抑制FSAP生产的小鼠身上会发生什么。"被移除FSAP基因的小鼠比正常小鼠遭受了更多的大脑损伤，"Kanse说。"这表明FSAP基因对保护大脑很重要"。研究的下一步表明，在诱导中风后对小鼠施用FSAP，可以显著改善它们的结果。这导致研究人员进行了最后的测试，将FSAP加入到一种被称为TPA的标准中风后治疗中。目前唯一被批准的急性缺血性中风的药物疗法是输注TPA（组织凝血酶原激活剂），这是一种旨在快速溶解大脑中血块的药物。TPA必须在中风的头几个小时内给病人注射，即使如此，它也只对大约三分之一的病人有效。在小鼠实验中，研究人员发现与单独给动物注射TPA相比，将FSAP与TPA结合起来能明显改善中风的结果。同一研究小组的一项附带研究描述了一种能够刺激身体产生FSAP的新型药物的开发。据Kanse说，生产和管理这种刺激FSAP的药物将比专门制造FSAP更容易。在这种新型疗法进入人体试验之前，还需要进一步的临床前工作。"我们现在需要更多的研究，以找出触发活性FSAP的产生是否会作为一种治疗中风的方法，"Kanse说。"理想情况下，诊断和治疗应该在救护车上立即开始"。这项新研究发表在《FASEB杂志》上。了解更多：https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1096/fj.202200828R...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332503.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332503.htm

David Baker团队又一突破：首次利用生成式AI设计出全新抗体

DavidBaker团队又一突破：首次利用生成式AI设计出全新抗体据Nature报道，这一工作提出了将人工智能驱动的蛋白质设计带入价值数千亿美元的治疗性抗体市场的可能性。抗体与流感病毒蛋白结合（来源：JuanGaertner/SciencePhotoLibrary）相关研究论文以“Atomicallyaccuratedenovodesignofsingle-domainantibodies”为题，已发表在预印本网站bioRxiv上。英国牛津大学免疫信息学家CharlotteDeane评价道：“这是一项非常有前景的研究，它代表了将人工智能蛋白质设计工具应用于制造新抗体的重要一步。”让抗体设计更快、更容易抗体是一种免疫分子，能强力附着在与疾病相关的蛋白质上，传统的制造方法包括对动物进行免疫实验或对大量分子进行筛选，昂贵且费时。该论文的共同第一作者、华盛顿大学计算生物化学家NathanielBennett认为，能够缩短这些昂贵的人工智能工具有可能“使设计抗体的能力民主化”。在这项工作中，研究团队利用RFdiffusion和RoseTTAFold2网络，通过计算机模拟和实验验证，成功设计出了全新的抗体VHH（单域抗体；VariableHeavy-chainofHeavy-chainantibodies）。在整个设计过程中，研究团队充分考虑了抗体与靶标之间的相互作用，力求达到最优的结合效果。据论文描述，RFdiffusion和RoseTTAFold2网络在抗体设计中扮演了至关重要的角色，实现了抗体结构的设计和预测，为全新抗体的生成提供了基础。其中，RFdiffusion网络主要用于设计全新的抗体结构，特别是针对特定的抗原表位。它可以根据用户指定的抗原表位，设计出具有结合能力的抗体结构。基于AlphaFold2/RF2的蛋白质骨架，RFdiffusion网络使用一系列训练过程来进行蛋白质结构的预测和优化。在训练过程中，该网络通过一系列步骤对蛋白质结构进行噪声处理，并预测去噪后的结构。这些步骤使网络能够学习并优化抗体结构，从而适应特定的抗原表位。通过训练和优化过程，该网络能够生成具有高结合亲和力的抗体结构，从而实现对特定抗原的识别和结合。用于抗体设计的RFdiffusion概述（来源：该论文）RoseTTAFold2网络则主要用于预测抗体结构，特别是在抗体-抗原复合物中的抗体结构。它能够帮助验证设计的抗体结构与抗原的结合模式是否符合预期。基于Transformer神经网络架构，RoseTTAFold2网络使用大量的蛋白质结构数据进行训练。它通过对蛋白质序列进行序列到序列的预测，从而得到全新的蛋白质3D结构。经过微调的RoseTTAFold2能够区分真正的复合物和诱饵复合物（来源：该论文）微调后的RoseTTAFold2与IgFold在抗体单体预测方面的比较（来源：该论文）通过对设计的抗体结构进行预测，研究团队可以更好地了解抗体与抗原之间的相互作用，并验证设计的合理性和有效性。整体上，通过设计和预测抗体结构，RFdiffusion和RoseTTAFold2网络为全新抗体的创新和验证提供了重要支持。人工智能设计的抗体，能用吗？利用这种方法，研究团队设计出了数千种抗体，这些抗体能识别几种细菌和病毒蛋白质（比如流感病毒用来入侵细胞的蛋白质）的特定区域以及一种抗癌药物靶标。然后，他们在实验室中制作了这些设计的一个子集，并测试了这些分子是否能与正确的靶点结合，进而验证了抗体卓越的有效性。例如，表面等离子共振（SPR）等技术，可以验证VHH与目标抗原的结合能力。实验结果显示，设计的VHH能够与目标抗原特异性结合，并表现出一定的结合亲和力。另外，X射线晶体学或/和冷冻电镜技术，可以解析VHH与目标抗原的复合物结构。结构解析结果显示，设计的VHH与目标抗原形成特定的结合模式，VHH的关键残基与抗原表位发生特异性相互作用，进一步证明了设计的抗体具有与目标抗原结合的能力。最后，通过SPR等技术，研究团队对VHH与目标抗原的结合亲和力进行了验证。结果显示，设计的VHH与目标抗原之间存在一定的结合亲和力，其亲和力值反映了两者之间的结合强度和稳定性。以上这些结果，为设计的抗体的进一步应用和开发提供了重要的实验基础和支持。然而，该研究也存在一些局限性。首先，设计的VHH在结合亲和力和特异性方面仍有待进一步优化和提高；其次，设计的VHH主要针对单一抗原进行了验证，对于多种抗原或复杂疾病的治疗效果尚待验证；另外，抗体的免疫原性、稳定性和生产成本等方面也需要进一步研究和解决。蛋白质设计，充满无限可能近年来，DavidBaker团队一直致力于蛋白质设计研究，且成果显著。图DavidBaker2021年8月，团队研发出了一款完全免费的、新的深度学习工具RoseTTAFold，不仅拥有媲美AlphaFold2的蛋白质结构预测超高准确度，而且更快、所需计算机处理能力更低。2021年11月，团队进一步将AlphaFold2与RoseTTAFold相结合，成功用于蛋白质-蛋白质复合物结构的预测。去年4月，他们在一篇发表在Science上的论文中，介绍了如何利用强化学习设计新型蛋白质设计软件，由该方法合成的蛋白质能更有效地在小鼠体内产生有用抗体。他们称，这一突破将会在疫苗领域有所贡献。去年7月，他们开发了一个人工智能蛋白质结构预测系统RoseTTAFold，称可与AlphaFold媲美，不仅可以预测蛋白质结构，还能预测蛋白复合物结构。随后，他们也公开了RFdiffusion的云版本，将定制蛋白质带入了主流科研界。去年12月，团队在Nature上发表论文，展示了人工智能技术能够从头设计高亲和力的蛋白，这让科学家们更有可能创造出更便宜的抗体替代品，用于疾病检测和治疗。一项好的科学研究，不仅需要过硬的技术，也同样需要丰富的想象力。未来，抗体及蛋白质设计领域或将充满着无限可能，为人类健康和医学治疗带来新的希望。参考链接：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.14.585103v1https://www.nature.com/articles/d41586-024-00846-7...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424679.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424679.htm

港大医学院与科大研发新技术 助癌症免疫治疗

#港闻【Now新闻台】港大医学院与科大的研究团队研发新技术，利用干细胞生成人类免疫细胞，提高癌症免疫治疗疗效。港大医学院与科大的团队指，以往癌症患者因免疫细胞不足，无法有效对抗癌细胞，而团队首次利用一种「人类扩展潜能干细胞」，在实验室环境中产生免疫细胞用于癌症免疫疗法，能够复制人体生成免疫细胞的自然过程，团队亦针对肝癌制定策略，提高免疫细胞的癌症靶向疗效。

港大医学院研发转化脑神经干细胞 有助治疗衰老疾病

#港闻【Now新闻台】港大医学院研发快捷方法，将血液和皮肤细胞转化为脑神经干细胞，治疗衰老疾病。要获取位于大脑深处的神经元作研究十分困难，港大医学院团队成功将不同年龄小鼠的皮肤细胞，转化为具有脑内细胞特征的脑神经干细胞，进一步改良诱导方法应用于人类细胞，并成功将来自人类捐赠者的血细胞诱导为脑神经干细胞。这些脑神经干细胞有助研究和治疗衰老相关疾病，例如阿兹海默症、柏金逊症及渐冻人症等，团队下一步会研究将老年人血细胞产生脑神经细胞。

科学家发现中风后刺激大脑自我修复的新机制

科学家发现中风后刺激大脑自我修复的新机制缺血性中风后，人们通常可以通过强化康复治疗恢复部分丧失的脑功能，这表明大脑在受伤后可以自我恢复。但直到现在，神经修复的内在机制仍然难以捉摸。众所周知，组织损伤后产生的各种脂质可以调节损伤后的炎症，因此东京医科齿科大学的研究人员将重点放在了这一点上。研究的通讯作者TakashiShichita说："有证据表明，组织损伤后会产生更多的脂质，并有助于调节炎症。我们研究了缺血性中风后小鼠体内脂质代谢物产生的变化。有趣的是，一种名为二氢-γ-亚麻酸（DGLA）的特殊脂肪酸及其衍生物的水平在中风后有所增加。"DGLA属于ω-6脂肪酸家族，具有已知的抗炎特性。研究人员深入研究后发现，PLA2GE2（磷脂酶A2组IIE）调节着DGLA的释放。通过操纵小鼠体内PLA2GE2的表达，他们发现它会影响脑细胞的恢复。缺乏这种酶会导致炎症加剧、神经元修复刺激因子表达降低以及组织损失增加。这一发现使研究人员进一步深入大脑修复途径。"当我们观察缺乏PLA2GE2的小鼠体内表达的基因时，我们发现一种叫做肽基精氨酸脱氨酶4（PADI4）的蛋白质水平很低，"该研究的第一作者AkariNakamura说。"PADI4调节[参与大脑修复的基因]的转录和炎症反应。值得注意的是，在小鼠体内表达PADI4限制了缺血性中风后组织损伤和炎症的程度！"从DGLA到PLA2GE2再到PADI4，研究人员绘制出了参与大脑修复的整个信号通路。虽然这项研究使用的是小鼠模型，但研究人员发现，在人类中，中风受损部位周围的神经元会表达PLA2GE2和PADI4，这表明我们体内也存在这种恢复途径。研究人员说，发现触发大脑修复的新机制可能会开发出促进PADI4作用的疗法，加快缺血性中风后的恢复。DGLA存在于植物油、谷物、大多数肉类和奶制品中，摄入后会在大脑中积累，这表明饮食疗法有可能预防中风后出现的神经损伤。目前，ω-3脂肪酸二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）是唯一因其抗炎特性和降低心脏病风险的能力而得到推广的营养补充剂。"虽然还需要进行详细的临床研究，但我们的发现可能会改变目前认为只有EPA或DHA才有益于预防动脉粥样硬化和血管疾病的模式"。这项研究发表在《神经元》（Neuron）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1376349.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1376349.htm