白内障正影响着全球范围内超过2000万名患者,它是由眼睛晶状体失去透明造成的。虽然通过手术能治愈白内障,但费用较高,因此仍有许多白内障患者最终失明。白内障主要是一种与衰老相关的疾病。例如,阿尔兹海默症(也称老年痴呆)和帕金森病的一个主要病症是重要蛋白的错误折叠和堆积结块。对于白内障来说,受损的是晶状体蛋白。晶状体蛋白是纤维细胞的主要成分,而眼球晶状体正是由纤维细胞构成的。纤维细胞的特性使得它们容易受损。
胎儿出生后,眼球中的纤维细胞很快就失去制造新蛋白或丢弃旧蛋白的能力。为了让晶状体正常工作,恒定且有限的晶状体蛋白库必须保持纤维细胞的透明及韧性。为了让我们聚焦不同距离的物体,眼睛肌肉持续拉伸、放松晶状体。晶状体蛋白是在一种名副其实的蛋白——伴侣蛋白帮助下完成自己的职责。伴侣蛋白有点像抗冻剂,它们让晶状体蛋白在一种能持续几十年的脆弱平衡中保持可溶。这种平衡之所以脆弱,是因为晶状体蛋白的堆积性病态结构远比正常折叠的健康形态稳定,因此纤维细胞伴侣蛋白必须持续抵抗晶状体蛋白的强烈堆积倾向。其他与衰老相关疾病(例如阿尔兹海默症)背后也有类似过程,只不过对于每一种这类疾病来说,堆积成块的蛋白和堆积部位都不同。但在所有情况下,这些堆积成块的蛋白都被称为淀粉样蛋白。
在最近一项研究中,科学家探索了正常折叠的晶状体蛋白与其淀粉样蛋白之间的一个重要差异:淀粉样蛋白更难溶解。科学家采用了一种叫作“高通量差示扫描荧光术”(HT-DSF)的方法,让达到熔点的蛋白发光。他们利用不同的化合物(总共有数千种),采用HT-DSF加热淀粉样蛋白。由于淀粉样蛋白的熔点高于正常的晶状体蛋白,因此科学家致力于发现能把晶状体淀粉样蛋白熔点降低到正常范围的化合物。他们最终圈定的是羊毛甾醇。事实上,在更早——2015年7月公布的一项研究中,就有科学家发现羊毛甾醇能逆转白内障。但由于羊毛甾醇的溶解度有限,当时公布这一发现的科学家不得不把它注入眼球施加作用。
利用羊毛甾醇和其他甾醇为线索,科学家在新研究中合成和测试了另外32种甾醇,最终锁定的“29号化合物”可能最终被用于研制能溶解白内障的眼药水。试管研究证实,“29号化合物”能明显稳定晶状体蛋白,阻止它们形成淀粉样蛋白。此外,“29号化合物”还能溶解已经形成的淀粉样蛋白。对携带相关变异基因、因而易患白内障的实验鼠的研究表明,添加“29号化合物”的眼药水部分恢复了受白内障影响的老鼠晶状体的透明度。更令人兴奋的是,对手术中摘除的受白内障影响的人类晶状体组织施用含有“29号化合物”的眼药水,取得了类似效果。
除了人之外,狗也容易得白内障。到了9岁时,大约50%的狗会患白内障。岁数再大点,则几乎所有的狗都会患白内障。因此,白内障眼药水也会让狗儿们及其主人受益。科学家预计,再过一段时间,行之有效的白内障眼药水就可能问世。