凯斯西储大学的研究人员开发出一种利用抗体检测炎症相关化合物的方法，有可能实现血液检测，以检测心脏病和阿尔茨海默氏症等疾病特异性生物标志物。这一发现还可以通过识别对疾病检测和治疗至关重要的反应性半胱氨酸来推动药物开发。
凯斯西储大学的化学研究人员已经发现了特定的标记，可以为新的血液检测疾病铺平道路。
几乎每种疾病都涉及一定程度的炎症，但标准的血液测试无法准确确定哪些器官或组织受到影响。
现在，美国凯斯西储大学的研究人员开发了一种基于抗体的炎症检测方法，这可能为识别疾病特异性生物标志物的血液检测铺平道路。这一进展在诊断心脏病、阿尔茨海默病和各种癌症等疾病方面具有潜在应用。此外，它还可能有助于药物研发工作。
凯斯西储大学化学教授 Greg Tochtrop 表示：“这项研究为未来的研究开辟了惊人的途径。它将直接帮助我们更好地理解炎症和检测疾病，以及发现新药。”
Greg Tochtrop 教授。图片来源：凯斯西储大学
Tochtrop 领导的这项研究发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。
炎症会留下痕迹Tochtrop 发现，某些化合物与活性氧（ROS）相互作用而形成，ROS是一种高活性的含氧化学物质，可以损害DNA、蛋白质和脂质，它们会以非常独特的方式发生反应，从而可以使用抗体进行检测。
在炎症期间，免疫细胞会产生 ROS 来杀死细菌和其他病原体。暴露于紫外线、污染、辐射和吸烟等环境因素也会产生 ROS。过量的 ROS 会损害细胞和组织。
Tochtrop 及其同事研究了 ROS 如何与亚油酸（一种存在于所有细胞膜中的脂肪酸）发生反应，形成可与RNA、DNA 和蛋白质结合的化合物，即环氧酮十八烷酸 (EKODE)。
Tochtrop 发现 EKODE 会以一种前所未有的方式与核酸半胱氨酸发生反应，形成稳定的键。这些化合物随后会在整个遭受氧化应激的组织中积累，如大脑、心脏、肝脏和其他器官。Tochtrop 从小鼠模型中开发出针对这些化合物的抗体，并能够检测到小鼠和人类各种组织中不同类型的 EKODE 的积累。
Tochtrop 说：“这项研究之所以如此有趣和具有潜在价值，是因为我们可以检测到不同组织和器官中独特的化合物和浓度，这意味着你可以通过血液测试检测出各种疾病。”
暗色带对应于小鼠组织（包括肝脏、胰腺和心脏）中的 EKODE 产品。在不同的组织和器官中发现了独特的化合物和浓度，这可能导致血液检测疾病特异性生物标志物。图片来源：Greg Tochtrop/PNAS/CWRU
该测试可能类似于糖尿病的 A1C 测试，后者测量血液中被葡萄糖包裹的血红蛋白的百分比，表明过去三个月血液中循环的葡萄糖水平。EKODE 测试可以揭示特定器官的氧化应激异常。
寻找疾病特异性生物标志物Tochtrop 表示，下一步是确定不同器官和组织中 EKODE 的不同靶点，以便将生物标志物与特定疾病联系起来。他特别感兴趣的是眼睛中因老年性黄斑变性或影响视力的糖尿病性视网膜病变而产生的 EKODE。
Tochtrop 解释了为什么这些生物标志物以前没有被发现：“我们首先必须在实验室中开发许多工具来寻找它们。”
研究人员合成了 EKODE 模型化合物，然后研究它们与不同氨基酸的反应，发现半胱氨酸是 EKODE 唯一能够长时间结合的氨基酸。
“我们研究了该系统的固有化学性质，预测了会形成什么，然后寻找它们，”Tochtrop 指出：“这具有非常重要的转化意义，但这是一个从第一原理看问题如何真正为开发临床试验的下一步提供指导的例子。”
发现新药的潜力该研究还可以帮助药物发现，因为药物开发商正在寻找反应性半胱氨酸。
“识别活性半胱氨酸是目前药物研发的核心，”Tochtrop 强调：“这可以帮助发现许多可以作为药物研发目标的活性半胱氨酸，这是我们研究的一个有价值的分支。”
资助来源：美国国家科学基金会。
参考文献：“EKODE 脂质过氧化产物的独特反应性可用于体内检测炎症”，作者：Chuan Shi、Roozbeh Eskandari、Jianye Zhang、Guofang Zhang、Li Li、Deandrea Hawkins、Xiongwei Zhu 和 Gregory P. Tochtrop，2025 年 2 月 3 日， 《美国国家科学院院刊》。DOI：10.1073/pnas.2415039122
来源：凯斯西储大学（CWRU）
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