20K人類蛋白質(zhì)組芯片在自身抗體研究中的經(jīng)典案例解析

HuProt™20K人類蛋白質(zhì)組芯片作為簡便、快速和準確的藥物靶點篩選實驗技術(shù)，可以快速地分析約2萬種人類全長蛋白質(zhì)的結(jié)合情況，闡明藥物調(diào)控機理，為藥物研發(fā)體系高速發(fā)展提供強大技術(shù)保障。下面簡要解析5篇經(jīng)典案例以供參考：

案例1

2015年8月，上海交通大學陶生策教授課題組在PNAS（IF=11.1）上發(fā)表文章揭示并深入闡明急性早幼粒細胞白血�。ˋPL）的治療藥物砒霜（As2O3）的直接作用靶點。

研究人員應(yīng)用人類蛋白質(zhì)組芯片技術(shù)找到了360個特異性的砒霜（As2O3）結(jié)合蛋白，這些蛋白很大一部分都參與了糖酵解通路。其中糖酵解酶HK1是As2O3的結(jié)合蛋白，因此研究人員也對HK2進行研究。盡管HK2不在人類蛋白質(zhì)組芯片上，但已知該蛋白在快速生長的腫瘤中維持高葡萄糖分解代謝率方面起關(guān)鍵作用，并且與HK1高度同源。因此，研究人員推斷As2O3也可能與HK2結(jié)合并成功驗證。

案例2

2020年2月，溫州醫(yī)科大學梁廣課題組在Circulation Research（IF=20.1）上發(fā)表文章揭示并深入闡明天然產(chǎn)物雷公藤紅素防治高血壓心臟病的作用、機制和靶點。

研究人員利用人類蛋白質(zhì)組芯片篩選雷公藤紅素互作蛋白。其中，STAT3蛋白憑借其與雷公藤紅素的高結(jié)合力與高血壓心衰的高相關(guān)性被課題組認為是雷公藤紅素保護心臟的潛在靶點。進一步發(fā)現(xiàn)雷公藤紅素通過結(jié)合于STAT3的第207位氨基酸抑制了Ang II誘導的STAT3核轉(zhuǎn)移，通過結(jié)合于第635/637位氨基酸抑制了Ang II誘導的STAT3磷酸化。通過對STAT3的“雙重攻擊”，雷公藤紅素下調(diào)了受STAT3控制的促肥大纖維化相關(guān)基因的表達，最終達到緩解心室重構(gòu)、保護心功能的藥物效果。

案例3

2021年1月，中國醫(yī)學科學院 & 北京協(xié)和醫(yī)學院司書毅教授課題組在Arterioscler Thromb Vasc Biol（IF=8.7）上發(fā)表文章揭示E17241可能被開發(fā)為通過上調(diào)ABCA1來治療動脈粥樣硬化的新先導藥物或候選藥物。

研究人員首先發(fā)現(xiàn)化合物E17241顯著增加肝細胞和巨噬細胞中ABCA1的mRNA和蛋白質(zhì)表達水平。進一步發(fā)發(fā)現(xiàn)E17241促進巨噬細胞中的膽固醇流出到載脂蛋白AI，且依賴于ABCA1。最后通過人類蛋白質(zhì)組芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn) PKCζ（蛋白激酶 C zeta）是 E17241 的結(jié)合靶標，這種小分子通過 PKCζ-NR（核受體）途徑增加巨噬細胞中 ABCA1 的表達。

案例4

2021年4月，南京中醫(yī)藥大學藥學院、江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心趙明、段金廒教授團隊在Pharmacological Research（IF=9.3）上發(fā)表文章揭示鴉膽子苦素A的抗胰腺癌作用機制。

研究發(fā)現(xiàn)鴉膽子苦素A（Bruceine A）可影響胰腺癌細胞能量代謝，進一步通過人類蛋白質(zhì)組芯片、MST技術(shù)、分子對接確定Bruceine A可通過與PFKFB4直接結(jié)合，進而抑制PFKFB4的促進胰腺癌細胞增殖作用，并確認了GSK3β是PFKFB4的下游蛋白，研究闡明了Bruceine A可以通過PFKFB4/GSK3β信號抑制胰腺癌Warburg效應(yīng)，進而阻滯細胞周期，誘導細胞凋亡，發(fā)揮抗胰腺癌作用。

案例5

2022年3月，重慶醫(yī)科大學侯勝平團隊在Redox Biol（IF:11.49）上發(fā)表淫羊藿苷治療葡萄膜炎的機制的文章，研究利用人類蛋白質(zhì)組芯片發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷的直接藥理學靶點。

研究人源首先發(fā)現(xiàn)羊藿的生物活性單體淫羊藿苷（ICA）在體內(nèi)減輕了眼內(nèi)炎癥。進一步的結(jié)果表明，視網(wǎng)膜和 HMC3 細胞中的 ICA 可以將促炎性 M1 小膠質(zhì)細胞轉(zhuǎn)移到抗炎性 M2 小膠質(zhì)細胞中。然而，ICA的直接藥理學靶點尚不清楚，為此，研究人員使用人類蛋白質(zhì)組芯片和分子模擬用于識別ICA的分子靶點，發(fā)現(xiàn)ICA與PRDX3結(jié)合，以時間和濃度依賴性方式增加 PRDX3 蛋白表達，并促進隨后消除 H2O2。此外，GPX4/SLC7A11/ACSL4通路激活伴隨著PRDX3的激活。ICA激活的 GPX4/SLC7A11/ACSL4通路和下調(diào)的H2O2產(chǎn)生也通過在體內(nèi)和體外抑制PRDX3來逆轉(zhuǎn)。

華盈生物推出的HuProt™20K人類蛋白組芯片覆蓋超過2萬種人類全長蛋白質(zhì)。該芯片適用于以蛋白質(zhì)相互作用為基礎(chǔ)原理的各種研究領(lǐng)域，具備廣泛的應(yīng)用價值。在蛋白與蛋白相互作用篩選、蛋白與核酸相互作用鑒定方面相比傳統(tǒng)的co-IP聯(lián)合質(zhì)譜鑒定的技術(shù)路線，更加高效和準確。在小分子藥靶鑒定、單克隆抗體特異性篩選、脂類結(jié)合蛋白篩選、酶作用底物鑒定及自身抗體類biomarker的篩選等應(yīng)用中，其技術(shù)優(yōu)勢不可替代。