MSB | 囊性纖維化（CF）細(xì)胞效應(yīng)與相關(guān)靶點(diǎn)篩選
原創(chuàng)?圖靈基因?圖靈基因?
收錄于話題#前沿生物大數(shù)據(jù)分析
使用最新開(kāi)發(fā)的MaMTH-HTS（哺乳動(dòng)物膜雙雜交高通量篩選）技術(shù)的更新版本，該技術(shù)允許直接在活體人類細(xì)胞中檢測(cè)膜相關(guān)因子，科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種新的蛋白質(zhì)，它們可以幫助人們更好地理解囊性纖維化（CF）的細(xì)胞效應(yīng)，并幫助確定精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)治療的新藥物靶點(diǎn)。
Igor Stagljar博士是多倫多大學(xué)Donnelly細(xì)胞和生物分子研究中心教授、MaMTH?技術(shù)專利的共同發(fā)明人，也是該論文的資深作者。“通過(guò)更全面地了解CFTR蛋白相互作用網(wǎng)絡(luò)，我們可以確定新的藥物靶點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)更多針對(duì)患者的治療?！盨tagljar說(shuō)。
該研究結(jié)果發(fā)表在《Molecular Systems Biology》雜志上的一篇專題文章中，標(biāo)題為“CFTR interactome mapping using the mammalian membrane two-hybrid high-throughput screening system”。
氯化物和碳酸氫鹽通道CFTR（囊性纖維化跨膜電導(dǎo)調(diào)節(jié)劑）的突變會(huì)導(dǎo)致肺部和其他器官中積聚過(guò)多粘液，這在CF中通常是致命的——這是白種人中最常見(jiàn)的致命疾病。
“CFTR是一個(gè)具有12個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域的通道，研究其相互作用的伙伴極其困難。我們?cè)贛aMTH HTS的新版本中測(cè)試了CFTR，以確定所有與CFTR相關(guān)的蛋白質(zhì)?！盨taglijar說(shuō)，“我們確定了400多種與健康或突變CFTR相關(guān)的蛋白質(zhì)，并表明其中一些可以預(yù)測(cè)患者癥狀和治療反應(yīng)的變異性?！?/p>
最新的MaMTH HTS是Stagljar團(tuán)隊(duì)于2014年在《Nature Methods》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)技術(shù)的高通量版本，允許他們比母版篩選更多的膜蛋白。
“早期的設(shè)計(jì)是基于陣列的，我們一次只能篩選大約200種蛋白質(zhì)?！盨tagljar說(shuō)，“通過(guò)這項(xiàng)新技術(shù)，我們引入了幾項(xiàng)改變，使我們能夠以一種非常簡(jiǎn)單和方便的方式，以匯集的方式同時(shí)篩選數(shù)千種感興趣的膜蛋白?！?/p>
研究小組在這項(xiàng)研究中發(fā)現(xiàn)的一種CFTR相關(guān)蛋白是纖維蛋白原樣2（FGL2），一種被認(rèn)為在肝炎、肝病和免疫中起作用的蛋白質(zhì)。為了從功能上驗(yàn)證這一候選者，研究人員展示了在源自患者腸道組織的體外3D類器官中敲除FGL2，增加了完全糖基化的CFTR的數(shù)量，表明CFTR處理的改進(jìn)。
“我們認(rèn)為纖維蛋白原樣2蛋白是治療囊性纖維化的一個(gè)有價(jià)值的藥物靶點(diǎn)，我們現(xiàn)在正在與我們的合作者合作，以驗(yàn)證在這項(xiàng)研究和全基因組關(guān)聯(lián)研究中發(fā)現(xiàn)的其他蛋白質(zhì)。”Stagljar說(shuō)。
CF影響著全世界90000多人，當(dāng)基因的兩個(gè)拷貝都發(fā)生突變（隱性遺傳）時(shí)就會(huì)發(fā)生。盡管針對(duì)近2000種已知的CFTR突變進(jìn)行了量身定制的CF治療，但即使在具有相同突變的患者之間，患者的反應(yīng)也存在很大差異。長(zhǎng)期以來(lái)，研究人員一直懷疑治療反應(yīng)的差異取決于基因修飾劑和環(huán)境因素。當(dāng)前研究中對(duì)CFTR相互作用蛋白的鑒定將有助于確定這些修飾物。
“這項(xiàng)研究代表了蛋白質(zhì)組學(xué)和囊性纖維化方面的突破，但如果沒(méi)有我們的眾多合作者，這將是不可能的?！盨tagljar說(shuō)，“我們開(kāi)發(fā)了這項(xiàng)技術(shù)，但我們不是囊性纖維化、生理學(xué)和其他領(lǐng)域的專家，所以我們與最優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)合作，他們做到了——這就是當(dāng)今科學(xué)的運(yùn)作方式?！?/p>
除了FGL2，Stagljar的團(tuán)隊(duì)還在研究其他CFTR目標(biāo)。Stagljar說(shuō)，“我們有幾種溶質(zhì)載體（SLC）蛋白，我們正在進(jìn)入臨床試驗(yàn)。這項(xiàng)工作是與臨床醫(yī)生合作完成的，例如Tanja Gonska、Christine Bear、葡萄牙的Margarida Amaral以及病童醫(yī)院的Lisa Strug。我們正在努力了解與CFTR相關(guān)的幾種蛋白質(zhì)的生物學(xué)和臨床重要性。”
Stagljar團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)一直對(duì)癌癥信號(hào)的研究感興趣，他們也致力于檢測(cè)與癌癥有關(guān)的蛋白質(zhì)相互作用。該團(tuán)隊(duì)正在測(cè)試數(shù)百種具有藥物重要性的蛋白質(zhì)，例如受體酪氨酸激酶、小GTP酶、SLC蛋白和ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。
此外，該團(tuán)隊(duì)正在對(duì)篩查平臺(tái)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。Stagljar說(shuō)：“大約一年后，我們應(yīng)該會(huì)有一個(gè)更好的MaMTH-HTS副本，它給我們的背景信息要少得多，并允許我們每周進(jìn)行更多的篩選，也許是數(shù)千個(gè)。”
