賽多利斯Octet® 非標記分子互作分析系統(tǒng)和Incucyte® 實時活細胞分析系統(tǒng)相關文獻均超過了15,000篇,得到了市場和用戶的廣泛認可。Octet® 是揭示分子機制和藥物表征的基本手段,而Incucyte® 可以大大增加體外細胞學實驗的便捷性和準確性。
那么,當這兩種技術結合使用時,會擦出什么樣的火花呢?今天,陳老師將解析最近一個月內關于這兩種技術聯(lián)合應用的優(yōu)秀文章,這些研究涵蓋了小分子研究、抗體藥物發(fā)現、再生醫(yī)學、蛋白質設計等多個領域。
分子膠是一類小分子化合物,它們能夠同時結合目標蛋白和降解機制涉及的酶,形成三元復合物。P53是一個關鍵的腫瘤抑制蛋白,它通過特定的E3連接酶泛素化而降解。與P53和DUBs(去泛素化酶)結合的分子膠可能通過去泛素化來穩(wěn)定P53。復旦大學魯伯塤組研究人員篩選出了幾種可能與P53和DUBs(特別是USP7)結合的潛在分子膠。其中包括溴隱亭(BC,4L10),是一種FDA批準的藥物。進一步的研究驗證了BC與USP7結合從而增加P53的穩(wěn)定性的機制。BC通過降低P53的降解,在體外抑制癌細胞的增殖,并在異種移植模型中抑制腫瘤生長。Octet® 和Incucyte® 是本篇文章用于藥物表征的重要手段。
圖1. Octet® 顯示幾種分子膠與P53和USP7的平衡解離常數KD在μM級別
圖2. Incucyte® 結果顯示:如果USP7或者P53基因突變后(圖2c, 2d左),BC對HeLa細胞的增殖抑制能力減弱了(相對圖2d右),進一步說明BC的機制特異性;每隔六個小時拍攝一次,每次拍攝四個視野計算細胞匯合度
CAR–T細胞療法在實體瘤的治療上仍需進一步優(yōu)化。本文開發(fā)了一種新型的強效和持久的CAR(嵌合抗原受體),它整合了T和NK細胞共刺激因子TMIGD2的結構域,以及針對B7-H3(一個在實體腫瘤表達的免疫檢查點)的IgV結構域的單克隆抗體。在體內外實驗中,相較于第二代和第三代共刺激因子CAR,B7-H3.TMIGD2的CAR-T細胞顯示出更優(yōu)越的抗腫瘤活性、存活率和持久性。從機制上看,B7-H3.TMIGD2 CAR-T細胞能夠維持線粒體代謝,產生較少的細胞因子,并建立較少的耗竭細胞、更多的中央記憶細胞,以及更高的CD8/CD4 T細胞比例。這為實體瘤的治療提供了新的可能性和希望。在本研究中,Octet® 是抗體篩選的主要手段,而Incucyte® 則是體外細胞學實驗的主要手段之一。
表1. 用Octet® 篩選出單克隆抗體8B12,其與B7-H3的親和力更強
圖3. Incucyte® 結果顯示:B7-H3.TMIGD2 CART對腫瘤細胞系U118,HCC827的殺傷作用;每隔4個小時拍著一次,一共拍攝112個小時
Integrin α5β1在細胞附著和遷移過程中起著至關重要的作用,尤其是在發(fā)育和組織再生過程中。所以,針對α5β1的結合蛋白在再生醫(yī)學和下一代治療領域具有巨大的潛力。利用計算蛋白質設計技術,研究人員成功創(chuàng)建了名為NeoNectins的α5β1特異性結合微蛋白。這些NeoNectins能夠與α5β1結合并穩(wěn)定其開放狀態(tài),從而優(yōu)化其功能。將NeoNectins固定在鈦表面和3D水凝膠中時,發(fā)現它們在促進細胞附著和擴展方面,表現優(yōu)于天然纖維連接蛋白和RGD肽。此外,在動物模型中,NeoNectin涂層的鈦植入物在促進組織整合和骨生長方面,也顯著優(yōu)于纖維連接蛋白和RGD涂層的植入物。無論是作為治療劑、細胞培養(yǎng)基還是組織修復材料,NeoNectins都有可能為未來的醫(yī)學研究和治療帶來革命性的變化。在本研究中,Octet® 被用來結合微蛋白與靶點在不同條件下的結合能力,Incucyte® 則用來檢測細胞遷移速度。
圖4. Octet® 檢測NeoNectins與α5β1的親和力(圖4A),兩者親和力在pH5的時候親和力降低(圖4B),如果分析緩沖液中去掉鈣鎂離子,則幾乎沒有結合(圖4C)
圖5. Incucyte® 檢測細胞運動軌跡,發(fā)現加入NeoNectins后,細胞運動速度變低
當人體缺乏維生素B12時,可能會導致一系列神經缺陷,包括協(xié)調能力的喪失和認知能力的下降。本文利用可編程噬菌體展示技術,在一位出現進行性震顫和共濟失調的患者中,識別出了一種針對CD320的自身抗體。這種自身抗體通過耗盡細胞表面的B12受體CD320,在體外實驗中阻礙了B12的攝取。盡管該患者的血清中維生素B12的濃度正常,但在她的腦脊液(CSF)中,B12幾乎無法檢測到。接受免疫抑制治療和B12補充治療后,該患者的腦脊液中B12水平有所升高,且臨床狀況得到改善。這一發(fā)現提示,通過針對自身抗體和營養(yǎng)補充的治療,可能有助于改善由維生素B12缺乏引起的神經系統(tǒng)問題。在本研究中,Octet® 被用來驗證抗體的結合,而文中大量的B12攝入實驗是通過Incucyte® 完成的。
圖6. Octet® 結果顯示:病人中分離的CD320的自身抗體與CD320的多肽結合,但是不與突變的CD320多肽結合
圖7. Incucyte® 檢測細胞對B12的攝入。加入病人腦脊液(CSF)或者CD320抗體,B12的攝入量變低(D圖)。對腦脊液中的CD320抗體進行去除或者富集,分別可以增加或者抑制B12的攝入(E圖)。
Incucyte® 的主要優(yōu)勢
培養(yǎng)箱內可長達數周的連續(xù)觀察,最短幾分鐘間隔拍攝,減少人力,防止過多操作對細胞的傷害
多個板位,分別獨立設置檢測程序,可以兼容各種孔板和培養(yǎng)皿,通量高
具有劃痕、腫瘤球、類器官、趨化、血管生成等多個分析拍攝模塊,并配套相應的耗材
高效簡便的模塊化軟件設置和數據分析,輸出圖片、視頻、生長曲線等多指標多參數,使得結果更加準確
大于100種優(yōu)化過的活細胞專用熒光試劑、耗材及詳盡的Protocol
文章數>15,000篇,認可度廣
Octet® 的主要優(yōu)勢
非標記Direct Binding是趨勢,它的結果更準確
快速測定親和力,更加定量化對互作進行表征
無洗滌步驟,可測弱親和力(解離快)
測試時間短,一般10-20分鐘,更快拿到結果
實驗形式多樣化:定性,兩者結合,協(xié)同/競爭實驗,垂釣
寫入了美國藥典,文章>15,000篇,認可度廣
萬金油技術,可以用與檢測DNA、小分子、蛋白等各種生物分子
使用方便,成本相對低
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-參考文獻-
[1] P53 upregulation by USP7-engaging molecular glues. Science Bulletin 69 (2024) 1936–1953
[2] SCIENCE ADVANCES.8 May 2024 Vol 10, Issue 19 DOI: 10.1126/sciadv.adk1857
[3] De Novo Design of Integrin α5β1 Modulating Proteins for Regenerative Medicine (biorxiv.org)
[4] Transcobalamin receptor antibodies in autoimmune vitamin B12 central deficiency. SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINEVOL. 16, NO. 75326 JUN 2024
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