研究人员创建了一个探针,该探针在检测到与可能导致血液凝块和中风的问题相关的酶时发光的。
伦敦帝国学院的化学系和国家肺和心脏研究所的研究人员团队表明,他们的探测器迅速准确地检测到了经过改良的大肠杆菌细胞中的酶。
他们现在正在扩大这项概念证明研究,发表在美国化学学会杂志并由英国心脏基金会(BHF)资助,希望为心血管问题和追踪长期状况的新方法进行快速测试。
在动脉中的斑块积聚(称为动脉粥样硬化)可能导致冠状动脉疾病并中风,是西方世界中死亡的主要原因之一。
随着动脉粥样硬化的进展,当斑块的一部分从动脉壁驶离时,可能会发生laplaque内出血(IPH)。这些事件可能导致形成更脆弱的斑块和血凝块,限制流向心脏和大脑的血液流动,并可能导致慢性疾病或灾难性事件(如中风)。
因此,检测IPH及其影响将提供警告系统,并允许早期诊断血管状况。研究小组设计了一种化学探针,可以检测到IPHS甚至IPHS之前的斑块不稳定性的酶的水平上升。
Imperiald化学系的研究联合领导教授尼古拉斯·朗(Nicholas Long)说:“早期心血管疾病领域的进展相当有限且节奏缓慢,但我们正在开发的新调查以及我们正在开发的其他调查都会进行通过提供的很长的路要即时的并易于测量对诊断酶的反应。”
来自国家心脏和肺部研究所的研究共同领导的乔·博伊尔(Joe Boyle)博士补充说:“最终,这些探针可以为在GP,救护车或医院的诊断测试提供基础,以快速识别心血管疾病。提供有关血管疾病涉及的基础生物学过程的实时分析,提供新的见解和潜在的新方法来跟踪慢性的进度疾病。”
该团队的探测器通过检测在IPHS期间大量释放的酶(称为血红素加氧酶-1(HO-1))的作用。以前的HO-1筛选尝试是不可靠的,不能用于检测实时更改,但是新的探针解决了这两个问题。
该探针由两个可以容纳荧光(发光)分子的成分组成,即一个“供体”将荧光分子转移到“受体”成分。当探针与HO-1接触时,两个组分之间的键被切断,从而导致供体成分中荧光分子的堆积。
这种堆积会导致探针的荧光强度增加,可以使用光谱检测。在使用含有人HO-1的改良大肠杆菌细胞的测试中,该团队检测到探针的荧光增加了六倍。
BHF副总监詹姆斯·莱珀(James Leiper)教授说:“当前检测IPH的方法依靠基于医院的成像技术既耗时又昂贵。当前的技术旨在生产可以使用的快速敏感的诊断测试在患者首先出现症状以允许早期发现IPH的时候。使用这种测试将使患有IPH患者的治疗方法更快,并改善结果。”
该团队现在将研究扩展到哺乳动物和人类细胞。他们最近为他们的专利探测并获得了英国心脏基金会的资金,以对其他心血管和神经退行性疾病进行新一代探针,并对基本机制进行更多深入的生物学研究。
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更多信息:Edward R. H. Walter等美国化学学会杂志(2021)。doi:10.1021/jacs.0c12864
期刊信息:美国化学学会杂志
由...提供伦敦帝国学院