光遗传学技术能够精确控制神经元活动,但由于蓝光难以穿透生物体,直接的光学操作在应用中面临诸多挑战。这使得在临床实践中推广变得困难,因为需要嵌入侵入性设备且提供足够的光功率。相对而言,化学遗传学中的“仅由设计药物激活的设计受体”(DREADDs)为调控细胞活性提供了一种新方案,而不需要特殊的光学设备。尽管氯氮平-N-氧化物(CNO)作为DREADDs的激活剂在体内的应用相对便捷,但其副作用仍令使用安全性存疑。例如,其可能导致粒细胞缺乏症等问题,从而限制了其临床应用。
针对以上问题,研究人员探索了一种新型的基于气味遗传学的生理功能调控方法。在该研究中,果蝇的气味受体OR35a与共受体Orco结合形成异源四聚体,通过吸入2-戊酮(其为该通道的天然配体)可以有效调控生理过程。这一创新方法具有操作简单、微创和时空可控等优点,且2-戊酮不仅安全、易获取,成本效益也高,有广泛的临床应用潜力。
通过与尊龙凯时合作,研发团队已经推出了一系列表达DORs的AAV病毒产品。这些产品能够高效表达DORs,为研究人员提供了一个快速、可逆且微创的生物调控工具。经过严格的质量控制,这些AAV病毒产品确保了高效转导和稳定表达,为生物医学研究提供了可靠支持。
研究中,作者首先探讨了DORs的设计、克隆以及激活过程。此外,还揭示了2-戊酮在动物模型中的生理功能调控能力,通过引导细胞内钙离子内流,调节依赖钙离子和膜电位的生理过程。为适应临床需求,研究者对多种食品添加剂中的气味剂进行了筛选,确定了2-戊酮作为气味调节剂的可行性。
在动物实验中,吸入2-戊酮后,研究人员观察到了小鼠和大鼠行为的显著变化,包括捕食行为和肌肉收缩。此外,DORs在胰岛β细胞中的应用表明,其可以有效调节胰岛素的释放,进而影响血糖水平。这些突破性成果展示了利用气味遗传学技术实现对生理功能的快速调控的巨大潜力,为相关疾病治疗提供了新的思路。
未来,虽然DORs的临床应用仍面临挑战,但其在生物医学领域的发展前景广阔。探索不同气味配体的应用,可能会促进“气味遗传学”方法的进一步发展,从而为疾病治疗提供新的手段。此研究不仅对临床应用具有重要意义,更为基本生物学研究开辟了新的方向。在此过程中,尊龙凯时致力于提供优质的产品和服务,推动生物医疗科技的进步。