我们的肺，骨头，血管和其他主要器官是由细胞组成的，我们的身体保持我们健康的一种方法是使用称为配体的蛋白质信使，该信使与细胞表面的受体结合，从而调节我们的生物过程。当这些信息出现乱码时，可能使我们患上多种疾病。

现在，由斯坦福大学生物工程师兼部门主席詹妮弗·科克伦(Jennifer Cochran)领导的团队以一种略有不同的方式调整了一个配体，以产生两个惊人的不同结果。一组改变导致神经元细胞再生，而对相同蛋白质的不同调整抑制了肺肿瘤的生长。

她的小组在《美国国家科学院院刊》上描述的实验是在老鼠和人类细胞或老鼠上进行的，这些老鼠模仿的是实际疾病，而且还远未在人体中进行过测试。但是结果表明，科学家如何变得越来越善于修补人体基于蛋白质的控制机制，以帮助重要器官自愈。

Cochran说：“这些蛋白质有望在一天之内被用于治疗神经退行性疾病以及癌症和其他疾病，例如骨质疏松症和动脉粥样硬化。”

她的实验室研究配体和受体如何协同工作以将信息传递给细胞，以及如何设计这些相互作用来产生有效的治疗剂。形状是关键概念。像所有蛋白质一样，配体和受体由许多不同的氨基酸组成，就像珍珠一样串在一起，折叠成不同的三维形状。形状正确的配体适合其匹配受体，就像钥匙适合锁。

通过使用复杂的分子工程技术，研究人员可以改变配体中的氨基酸阵容，基本上可以制造出数百万个密钥，然后对其进行筛选，以查看可能以某种所需方式解锁其匹配受体的密钥。科学家称其为“超级激动剂”，它会更好地适合您并更有效地锁住钥匙，它可能会发送信息，指示细胞变得更加健壮。生物工程还可以用于将配体转变为拮抗剂-也适合受体锁定的键，但以阻断信号的方式，因此可能会阻碍细胞生长等功能。

去年，Cochran与加州大学旧金山分校的癌症研究人员Alejandro Sweet-Cordero合作发表了一篇论文，展示了受体蛋白CNTFR的工程化版本如何帮助阻止啮齿动物的肺部肿瘤生长。

在研究生Jun Kim领导的研究团队的基础上，新的实验以此工程为基础，设计了与CNTFR受体结合的称为CLCF1的配体。通过在CLCF1中进行一组氨基酸改变，Kim将该配体转变为超激动剂。当他们将这种超激动剂添加到受损神经元细胞的组织培养物中时，经过工程改造的CLCF1增加了促进轴突生长的信息传递信号，轴突是一种传递神经冲动的纤维，表明这种修饰的配体正在鼓励受伤的神经元自我再生。

相反，Kim和他的研究人员表明，通过向CLCF1引入一些其他氨基酸改变，他们可以将该配体转变为有效的拮抗剂，从而抑制小鼠肺肿瘤的生长，这表明该变体可能具有不同的医学用途。分子

科克伦(Cochran)的职业生涯是开发新的工程蛋白，作为肿瘤学和再生医学应用的治疗候选物。在她的实验室中发现的几种分子已经进入了早期至晚期的临床前开发阶段，其最先进的治疗方法是一种用于卵巢癌和肾癌的治疗方法，目前已在人体试验中。她乐观地认为工程化的配体和受体将继续被证明是一种有前途的抗击疾病和维持健康的药物。

“长期以来，我一直着迷于蛋白质如何发挥自然分子机器的作用，以及工程工具如何让我们利用艺术家的创造力塑造蛋白​​质的结构和功能，在这种情况下，使用氨基酸作为我们的调色板。”