科技日報記者 劉霞
韓國大邱慶北科學技術學院研究團隊借助人工智能（AI）與超級計算技術，設計出新一代抗炎蛋白。動物實驗表明，該蛋白的抗炎效果較現(xiàn)有療法提升53%，有望顯著改善風濕病、痛風、自身免疫性疾病等多種炎癥性疾病的治療。相關論文發(fā)表于《診療一體化》雜志。
目前臨床常用抗炎蛋白藥物為阿那白滯素，其作用機制為抑制致炎信號IL-1。然而，該藥存在療效有限、作用時間短、高劑量易引發(fā)感染和注射部位炎癥等缺點，開發(fā)更高效、更安全的替代療法成為當務之急。
團隊采用蛋白質結構導向的設計策略，結合基于超級計算的分子動力學模擬與熱力學分析，鎖定影響IL-1Ra蛋白結合能力的關鍵氨基酸E127。以此為基礎，他們設計并合成了6種新型蛋白變體。
實驗結果顯示，所有新蛋白變體的抗炎活性均高于現(xiàn)有藥物，提升幅度介于25%—53%之間，其中E127Q變體效果最佳。在腦神經(jīng)元電生理實驗中，E127Q成功使因炎癥過度激活的NMDA受體信號恢復正常，顯示出調控神經(jīng)炎癥的突出能力，而這一點正是現(xiàn)有抗炎蛋白難以實現(xiàn)的。在慢性神經(jīng)炎癥動物模型中，E127Q相比原始蛋白，展現(xiàn)出更強的抗炎作用與更顯著的神經(jīng)元功能恢復效果。
團隊認為，AI與超級計算設計的蛋白在真實細胞與動物實驗中，展現(xiàn)出優(yōu)于現(xiàn)有藥物的療效，這一進展具有重要意義。尤其是E127Q變體，有望發(fā)展為治療全身性炎癥與腦神經(jīng)炎癥的新一代抗炎蛋白，應用前景廣闊。
