白内障是全球范围内导致失明的主要原因，被世界卫生组织视为优先关注的疾病。在一项新研究中，加州大学尔湾分校的研究人员揭示了眼晶状体蛋白中一种微妙的化学变化如何使该蛋白随着时间的推移更容易聚集，这表明白内障形成的一个早期步骤。
这项研究发表在《生物物理报告》上，重点关注一种名为晶状体蛋白的蛋白质，这种蛋白质有助于保持眼睛晶状体的透明。这些蛋白质本应持续一生。但与身体中的大多数细胞不同，晶状体无法替换受损的蛋白质，因此化学变化会在数十年间逐渐累积。
"令我们惊讶的是，蛋白质看起来仍然基本正常，但即使是一个微小的化学变化，也使其更容易与其他蛋白质粘连。随着时间的推移，这些微小的相互作用会逐渐累积，使晶状体变得混浊。"
加州大学尔湾分校化学博士候选人、该研究的第一作者Yeonseong (Catherine) Seo表示。
研究团队研究了年龄相关性白内障，这是该疾病最常见的形式。这种类型并非由基因引起，而是通常因环境暴露（例如来自太阳的紫外线）而缓慢发展。紫外线会在眼睛中产生化学应激，从而损害晶状体蛋白。
为了更好地理解这种损害如何影响晶状体蛋白，研究人员采用了一种称为遗传密码扩展（GCE）的工具。这种方法允许科学家构建具有特定化学特征的蛋白质。
在他们的研究中，Seo及其团队以不同的方式使用该工具，重现了衰老眼睛中自然发生的一种单一类型的化学变化。
"GCE使我们能够对蛋白质进行非常精确的改变，"Seo说。"我们用它来复制一种在年龄相关性白内障中出现的损伤，并精确观察其作用。"
通过这种方法，研究人员在一种称为γS-晶状体蛋白的晶状体蛋白的特定位置引入了一个微小的氧化变化。即使经过这种修饰，该蛋白质仍然保持折叠和稳定。但当受到热应激时，它比未修饰的版本更容易聚集。
"蛋白质不会立即崩溃，"Seo解释说。"它只是变得稍微更容易与其邻近蛋白质相互作用，随着时间的推移，这可能导致聚集。"
Seo和她的团队现在正在研究氧化如何影响这些蛋白质的自然运动，以探究其发生的原因。蛋白质并非刚性结构，它们的微妙运动有助于将脆弱区域安全地隐藏起来。
"我们本质上是在观察蛋白质的呼吸，"Seo说。"如果某些部分开始过度运动，就会暂时暴露出通常受到保护的区域。"
通过将年龄相关的氧化与蛋白质运动的变化联系起来，研究人员希望更好地理解眼睛抵抗蛋白质聚集的天然防御机制如何随着年龄增长而逐渐减弱。这项工作使研究人员距离找到在影响视力之前减缓或预防白内障的方法更近了一步。
"几乎每个活得足够长的人都会患上年龄相关性白内障，"加州大学尔湾分校化学教授、该研究的通讯作者Rachel Martin说。"GCE使我们能够研究衰老晶状体中蛋白质发生的特定变化，进一步加深我们对白内障在分子层面成因的理解。理解随衰老而来的功能丧失，未来可能带来非手术治疗或改进的人工晶状体。"
主要合作者包括加州大学尔湾分校校友Zane Long、Tsoler Demerdjian、Acts Avenido以及加州大学尔湾分校教授Carter T. Butts。实验工作在Rachel W. Martin的实验室完成。主要资金来源包括美国国立卫生研究院（项目编号R01GM144964和R01EY021514）。
来源：
加州大学尔湾分校
期刊参考：
Seo, Y., et al. (2026). Mimicking oxidative damage in γS-crystallin with site-specific incorporation of 5-hydroxytryptophan. Biophysical Reports. DOI: 10.1016/j.bpr.2026.100251.
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