斯坦福大学的研究员生物工程的有效蛋白模拟恢复呼吸的肺损伤大鼠的能力，根据一项新的研究。

这可能会导致更好的合成产物，在人类急性肺损伤更便宜的治疗。当用于大鼠，它等于或优于昂贵的自然对应的几个生理指标，研究说。

本文介绍的研究成果在线发表在5月1日科学报告。

想象你需要炸毁的面积近匹配一个网球场的气球力。让一切挑战，再想象一下，气球是用精美细腻的材料。那个气球是你的肺，你的每次呼吸都是一个奇迹。它可能是一个类皂膜，薄涂层或表面活性剂，降低肺的内表面张力，从根本上减少所需的吸入量的力。没有表面活性剂，你不能呼吸。

“肺表面活性剂具有惊人的生物特性，说：”Annelise Barron博士，副教授，生物工程。“关键的是这的存在，在表面活性剂的两种特殊蛋白质的结构独特，使他们减少表面张力。”但这些惊人的结构性质，她说，还将这些蛋白质很难合成和纯化，与溶液中的相对不稳定，限制了保质期和提高价格。

“其中一个包含最疏水，或脂肪类似，对所有已知的人类蛋白质的化学成分的延伸，”Barron说。“这真的很难工作，因为脂肪拉伸使它易于聚集，破坏其活性。”

在新的研究中，Barron，谁一直在稳定，年来，这些特殊的蛋白质合成的替代品，似乎接近成功。她研究的资深作者范尼veldhuizen博士，副教授，医学和生理学和肿瘤学西方大学在安大略，他的团队进行的动物实验。该研究的主要作者是Ann Czyzewski博士，Barron的前研究生西北大学在Barron之前，曾来到斯坦福。

第一大挑战
呼吸是第一大挑战一个新生的面孔。在美国每年有2-3万婴儿出生时自己制作的天然表面活性剂过早与动物来源的各种处理，这是昂贵的。只有在富裕的国家，这救命的治疗发生：一小瓶含有足够的动物来源的天然表面活性剂涂一个新生婴儿的肺部在发展中国家是高昂的成本。

成人的肺比婴儿大20倍以上，比表面积的方法，一个网球场，Barron说，定价的天然表面活性剂无法达到的许多急性肺损伤危及生命的情况下，影响200000的成年人在美国每年。表面活性剂的功能障碍可导致严重的肺部感染，包括细菌性和病毒性肺炎肺塌陷的创伤的影响，如那些在车祸发生溺水事故；在水吸入；或吸入异物在吸毒过量。

具有讽刺意味的是，试图通过让病人呼吸机械通气导致表面活性剂消耗的肺部感染，Barron说。“那些风在重症监护病房呼吸机气管插管。呼吸管插入自己的鼻子和螺纹连接到他们的肺，”她说。“如果插管持续超过三天，他们获得一个肺部感染率上升到100%的机会。”甚至四小时花在风系法术1-in-6肺感染的机会。

直到最近，从牛或猪的肺部获得功能性表面活性剂的唯一途径。“你只能得到少量的每只动物，”Barron说。“无论你收集，你必须净化很仔细，作为材料是如此的脆弱，你不能把它用高温杀死病原微生物。”

近年来，一种比较便宜的替代品已成为可。它含有一种水基分散脂肪随着短蛋白片段，在一定程度上，模仿的表面张力降低他们的自然能力，表面活性蛋白。而比没有要好的多，这种混合是不太有效的动物源性表面活性剂。

两种蛋白质合成的模仿
Barron的设计师的聚合物，称为肽，具有特定的序列和螺旋结构，模仿的关键部分的两种重要的蛋白质活性，表面活性蛋白B和C，在肺部发现。模仿，她称其为PB和PC，类似于蛋白质。但其组成积木巧妙地从这些不同的方式，让他们按热或自然发生的酶被称为蛋白酶抗性蛋白身体极。此外，他们更倾向于聚集成团，失去其生物活性比天然。他们可以合成在1/4到从动物或合成的表面活性剂可获得成本的1/3。

最重要的是，啮齿类动物的研究表明，含有表面活性剂的PC优于衍生的表面活性剂在氧合血的动物，这是肺的主要目的。

这开辟了新的领域。
该试验使两设计师物质对动物提取物与对照溶液。研究人员使用不同的表面活性剂的候选人麻醉大鼠肺已被冲洗消除他们自己的天然表面活性剂，然后评估若干生理的结果在不同的时间点。含PC解决方案是等于或优于所有的结果“令人震惊的结果，动物的表面活性剂，根据巴伦。

“这开辟了新的领域，”Barron说。“我们的相对简单的合成模拟非常复杂的材料将有一个较长的保质期，可以大量以合理的价格。合理的话，我们希望，这可能是第一次有可能进行的临床试验在成人重症监护病房气管插管和那些谁可能大大受益的表面活性物质。它会，最后，在像玻利维亚这样的发展中国家也适用于早产儿，我父亲出生的地方。”

进一步的临床前和临床试验，在前方的那一天到来之前，她说。

工作是斯坦福大学医学院的重点研究为例精密的健康，其目的是期望在健康的、准确的诊断和治疗疾病预防疾病的病。

巴伦是一个成员斯坦福大学Bio-X和斯坦福大学癌症研究所。

斯坦福其他共同作者是前博士后学者Michelle Dohm，博士研究生前马鲁蒂didwania，博士；研究工程师Jennifer Lin博士；研究技术员Lauren Broering。

在西方的大学和西北大学的研究人员也参与了这项研究。

这项研究是由美国国立卫生研究院（格兰特2r01hl067），the国家科学基金会，和院长的医学院和工程学院，也支持通过分子铸造劳伦斯伯克利国家实验室。

斯坦福大学生物工程系，这是由医学学校和工程共同操作，也支持工作。

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