作者:加州大学伯克利分校卡拉·科曼
加州大学伯克利分校的工程师将新型冠状病毒的“刺突”蛋白质附着在脂质体表面，创造了实验室制造的被称为“刺突脂质体”的致命病毒的模拟物，当与一种新的DNA模式技术结合时，可以实现抗体疗法的有效测试
他们技术的显微镜图像显示，将刺突脂质体(右上，用绿色荧光蛋白标记)与ACE2受体(底部红色，用红色荧光蛋白标记)混合，产生两种蛋白的复合物(左)，表明他们的刺突脂质体与ACE2受体的结合方式与新型冠状病毒病毒相同
信用:莫莉·科兹明斯基 脂质体可能是新冠肺炎·疫情的无名英雄
如果没有这些微小囊泡的保护，位于辉瑞和新冠肺炎现代疫苗核心的信使核糖核酸(mRNA)的脆弱链将很快被体内的酶破坏，使得它们的基因指令几乎不可能到达人体细胞内部
但是疫苗的运送并不是这些粒子可以用于对抗新冠肺炎的唯一方式
在一项新的研究中，加州大学柏克莱分校的一组工程师将新型冠状病毒“刺突”蛋白质附着在脂质体表面，创造出实验室制造的致命病毒模拟物，研究人员称之为“刺突脂质体”
“这些刺突脂质体可用于测试中和抗体的功效，这些抗体有可能用于治疗新冠肺炎患者
这项研究还展示了该团队去年开发的一种新的脱氧核糖核酸图案化技术如何帮助科学家快速表征和进行各种不同类型的脂质体及其近亲脂质纳米颗粒的实验
该研究的主要作者、加州大学伯克利分校Sohn研究实验室的博士后Molly Kozminsky说:“脂质纳米颗粒确实与许多生物医学应用相关:它们已经用于药物输送几十年了，它们还可以作为包括冠状病毒在内的外部有膜的病毒的模型。”
“我们实际上开发了这些尖峰脂质体，因为我们想测试我们在实验室开发的一种新的新冠肺炎诊断方法
但首先，我们需要一种方法来验证这些粒子是否正确显示了新型冠状病毒刺突蛋白，我们意识到我们的DNA模式化技术将允许我们以非常有效的方式进行这项实验和其他令人兴奋的实验
" 脂质体是由类脂膜构成的微小球形血管，与包裹大多数生物细胞的血管非常相似
同样，生物细胞膜上点缀着各种蛋白质，帮助细胞与外界相互作用，研究人员已经学会将不同类型的蛋白质附着在脂质体的细胞膜上，赋予颗粒不同的功能和能力
对脂质体的兴奋在制药行业最为明显，制药商已经尝试为脂质体配备蛋白质，这种蛋白质只与体内非常特定的细胞相互作用，使它们能够将药物分子靶向输送到需要它们的组织
正如科兹明斯基所指出的，脂质体也可以用来创建病毒和其他具有脂膜的病原体的简单模型，包括新型冠状病毒
索恩实验室开发的DNA导向模式技术可以用于许多与新型冠状病毒研究相关的实验
如图所示，DNA导向模式被用来测试中和抗体是否干扰血管紧张素转换酶受体与刺突脂质体结合的能力，刺突脂质体是利用新型冠状病毒病毒两种不同变异体的刺突蛋白产生的
信用:莫莉·科兹明斯基 然而，研究人员必须首先验证脂质体蛋白质能够正确地与其环境相互作用
例如，新型冠状病毒刺突蛋白与人类细胞上称为ACE2受体的蛋白质结合，引发一系列事件，让病毒与细胞融合
科兹明斯基说:“对于刺突脂质体，我们希望确保我们放在脂质体表面的刺突蛋白处于正确的构型，使其能够与ACE2受体结合。”
“如果是这样的话，那么这些刺突脂质体的配制方式也可能模拟新型冠状病毒病毒刺突蛋白与细胞、抗体和其他蛋白相互作用的方式
" 科兹明斯基意识到，最初由索恩实验室开发的将不同类型的细胞“打印”成生物组织模型的DNA打印技术，也可以用来快速验证刺突脂质体是否正确呈现了新型冠状病毒刺突蛋白
“我们知道我们必须先测试脂质体，当我们查看验证脂质体的所有方法时，我们发现技术有些困难，”科兹明斯基说
“我们意识到使用我们的DNA导向打印技术会容易得多
" 为了进行实验，科兹明斯基将刺突脂质体打印在载玻片上，然后用绿色荧光蛋白标记它们
然后，她用标记有红色荧光蛋白的ACE2受体蛋白清洗载玻片
当她对载玻片成像时，她发现其中大部分发红光，表明ACE2受体蛋白与载玻片上的刺突脂质体结合
科兹明斯基随后用表达ACE2受体的细胞重复了实验，表明它们也能与刺突脂质体结合
为了展示刺突脂质体如何用于测试新冠肺炎疗法的有效性，科兹明斯基创造了两种不同类型的刺突脂质体，每一种都展示了新型冠状病毒刺突蛋白的不同变体
在用DNA打印在显微镜载玻片上形成图案后，她用三种不同类型的商业上可获得的针对新型冠状病毒刺突蛋白变体的中和抗体清洗了载玻片
然后，她测试了这些中和抗体的存在是否成功阻止了ACE2受体蛋白与刺突脂质体结合，并发现结果与抗体制造商报告的结果一致
“这项技术真正酷的地方在于它非常高通量，这意味着你可以同时使用大量不同的脂质体组合进行实验，”研究资深作者、阿尔米公司的莉迪亚·索恩说
加州大学伯克利分校机械工程教授
“因此，举例来说，制药公司可以使用这种技术非常快速地测试哪些抗体将最有效地对抗特定的新型冠状病毒变种
或者，它可以用于筛选靶向给药的新蛋白质，以确保该蛋白质靶向体内特定的细胞类型
它真的为对抗这种病毒增加了新的策略
"
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