西红柿治帕金森?科学家通过基因改造西红柿,生产治疗帕金森的药物

时间:2020-12-24 相关资料下载
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西红柿在你的生活中扮演了什么角色?减肥?预防高血脂?补充维生素?补充其他微量元素?但你能想象西红柿有朝一日会被用来治疗帕金森病吗?


近日发布的一项新的研究彻底颠覆了大家对于西红柿的传统认知。Metabolic engineering 在线发表了英国The John Innes Centre的Cathie Martin 教授团队题为“Metabolic engineering of tomato fruit enriched in L-DOPA” 的研究论文,该研究开发了一种转基因西红柿,有望成为提供治疗帕金森病的药物来源。




科学家对西红柿进行了基因改造,以产生L-DOPA。L-DOPA,左旋多巴,为多巴胺(DA)的前体药物,本身无药理活性,通过血脑屏障进入中枢,经多巴脱羧酶作用转化成DA而发挥药理作用。自 1967 年作为一种药物问世以来,一直是治疗帕金森病的黄金标准药物。它也是世界卫生组织(WHO)宣布的基本药品之一,其市场价值高达数千亿美元。

在论文中,研究人员描述了如何轻松地改造西红柿以生产L-DOPA。他们在番茄中导入了一个编码酪氨酸酶基因,该酶利用酪氨酸产生诸如L-DOPA之类的分子。表达该酶后的番茄果实部分L-DOPA水平显著提高。


另外,在此之前,左旋多巴(L-DOPA)主要是靠化学合成,Cathie Martin 团队选择采用能够产生 L-DOPA 的西红柿作为来源,有望消除化学合成 L-DOPA 所产生的恶心、呕吐等不良影响。


除此之外,研究人员认为,在获得合成药物受到限制的地区,这种创新可能是一种更容易和更便宜的生产基本药物的方法。

对某些容易生长的植物进行基因改造,以生成作为药物使用的分子,这并不是一个特别新的想法。这种策略不是依靠大型制药公司来合成药物,然后将其运往世界各地,而是将当地植物种植与低成本、简单的提取程序相结合,为社区提供自己的生产能力。

该研究中心的研究人员多年来一直致力于开发将西红柿变成微小的产药生物工厂的方法,因为这类植物是高产作物,而且可以很容易地在世界许多地方种植。



“这个想法是,你可以用相对较少的基础设施来种植西红柿,”研究者解释说。“作为GMOs(转基因生物),你可以在屏蔽屋中种植它们,受控环境具有非常狭窄的网格。然后你可以以相对较低的成本扩大规模。当地的工业可以从西红柿中制备L-DOPA,因为它是可溶性的,你可以进行提取。然后你可以用相对较低的技术做出一个纯化的产品,可以在当地进行分配。”

概念验证研究表明,从大约1公斤(2.2磅)的西红柿中可以生产150毫克的L-DOPA。除了呈现出一种新颖的制造模式外,该研究还假设这种自然生产的分子形式可能有助于减少一些帕金森病患者对化学合成的L-DOPA的负面反应。

当然,这种研究还处于非常早期的阶段,但在未来,通过工程化作物(如西红柿)来生产各种有用的分子,可以让发展中国家更好地获得制药技术,可以呈现出其他意想不到的积极成果。


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