代谢靶标分析

中国科技网北京4月2日电 （通讯员 沈基飞 记者 张克）记者今天从军事医学科学院了解到，经过近20年潜心研究，该院毒物药物研究所李锦课题组在戒毒研究领域取得重要进展：不仅发现了一条新的阿片成瘾调节机制，还找到一个较为理想的抗阿片成瘾候选靶标和候选药物胍丁胺。相关成果在《分子药理学》等国际SCI杂志上发表研究论文40余篇。 阿片成瘾，俗称吸毒，69%是吸食阿片类毒品。李锦介绍说，从蠕虫到人类，虽然进化相差数亿年，但它们都能对毒品成瘾。原因是生物在进化过程中，都必须能够对内外环境中的各种刺激作出辨别，形成不同程度的记忆，有的甚至能够遗传给下一代，这种能力是维系个体生存和种族延续所必需的。科学家证明，存在于中脑的多巴胺通路是机体具备这一功能的神经生物学基础。海洛因等成瘾物质恰恰就能模拟这种刺激，通过增加多巴胺的释放，使吸毒者产生欣快感，从而引起机体成瘾。 在我国，仍是以海洛因为代表的阿片类毒品危害最大。三大原因导致其毒瘾难以根除——强烈的心瘾、躯体依赖和稽延症状。由于成瘾涉及学习、记忆、情感、动机、控制和决策等一系列高级神经活动，而它们的神经生物学机制尚不清楚，因此相关研究遇到了巨大困难。数十年来，国内外治疗阿片成瘾均是以阿片受体为靶标的药物——阿片受体激动剂和阻断剂，但疗效均不理想。前者对心瘾有效，但其本身具有致成瘾性；后者自身不成瘾，但对心瘾无效。近年来，经李锦团队和国外实验室反复证明，胍丁胺对阿片吸食者形成的心瘾、躯体依赖和稽延症状都有明显疗效，且自身不成瘾。 作为项目负责人，李锦强调，目前胍丁胺仅是一个完成临床前研究的候选药物，它对人体预防阿片复吸的疗效需要通过长期的临床实践来验证。 《科技日报》（2013-04-03 一版）

随着代谢组学在医药生物各领域中的发展，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-质谱联用技术（GC/MS）成为组学分析平台中最为常见的技术手段之一。对于生物样本（如尿、血、组织、唾液以及细胞等）中氨基酸、有机酸、多糖、胆固醇、维生素、酰胺、多胺、多醇、脂肪酸、激素、核苷酸、磷酸酯、多肽等小分子代谢物而言，GC/MS具有灵敏度高、分辨率强、重现性好以及高通量的优点。在代谢组学的分析策略中，不同类型的样品通过不同的提取方法和衍生反应方法获得相应的GC/MS总离子流色谱图，然后经过数学转化得到不同生理或病理状态下的机体的代谢谱，并建立数学模型，获得体内内源性代谢物的变量，再利用MS中强大的谱库检索系统或谱图解析功能进行分析，最后解释这些代谢物变化的生物学意义。早在1971年GC/MS就被临床用于检测一些特征性标志的代谢物以诊断疾病，例如尿中胆固醇和有机酸代谢物的变化。1978年，Gates和Sweeley等曾采用代谢谱分析技术对临床患者血和尿等样品中化合物进行定性和定量分析。2000年，Fiehn研究小组采用GC/MS方法对模型植物拟南芥的叶子提取物进行了植物代谢网络的研究。此后，代谢物靶标分析、代谢轮廓（谱）分析代谢指纹分析、代谢组学研究已经逐渐地被广泛应用于生物样本的药物安全性评估、疾病机制分析和生物标志物探索，并且对于机体受到外界环境刺激或扰动后其代谢产物产生的动态响应提供了一种全面的理解。比如以血清为研究对象，基于GC/MS分析技术的代谢轮廓谱观察到尿毒症患者与正常人代谢物中氨基酸（缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸）和脂肪酸（肉豆蔻酸、亚油酸）的异常变化，且被测物质灵敏度、稳定性非常好。同时与临床生化指标一致。同样，在中药雷公藤的毒性学研究时，根据GC/MS分析给药前后不同时间点的老鼠尿样结果，对中药安全性及多靶点作用的机制研究提供了新的思路。今年，GC/TOF-MS和GC×GC/TOF-MS技术中TOF-MS的快速扫描和强大的反卷积功能为生物样本的分析提供了高分辨率和高灵敏度的保证，也逐渐被用于代谢组学中尿、血、组织的研究，如Underwood等采用GC/TOF-MS研究Huntington疾病患者与转基因老鼠模型的血清代谢轮廓谱，并讨论其发病机制。与单维色谱相比，两维的色谱信息更全面更广泛，族分离效应、分辨率和灵敏度明显提高，且相应时间缩短，得到的光谱纯度大大改善。Welthagen等应用GC×GC/TOF-MS技术探究NZO肥胖鼠与C57BL/6鼠组织提取物中的代谢物变化，研究结果表明配置四级杆质量分析器的MS对样品的分析一次仅获得五六百个色谱峰，而TOF-MS却能检测到一千多个色谱峰，从而反映GC×GC/TOF-MS的快速扫描和信息采集对于复杂体系的全组分分析具有重要的意义，对于未来生物样品的代谢组学研究提供了技术上的保证。随着生命科学的发展，分析样品越来越复杂，分子量范围也越来越大，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]-串联质谱技术如离子阱质谱联用仪具有MSn多级质谱功能，作为分析混合物和分子结构鉴定的重要手段，也逐渐成为当今医学和生物分析等领域研究的热点之一。目前，代谢组学技术正日益受到科研工作者的关注，特别是GC/MS技术的不断革新，有助于人们更好地理解机体内复杂的代谢网络以及生命活动规律

来源: 生物谷　　一半以上的人类癌症都具有脂质代谢化学信号异常上调，但这些信号在肿瘤形成过程中是如何被调控的仍没有得到充分的理解。　　近日，宾夕法尼亚大学Youhai Chen博士等人发现：TIPE3（一种新近被新发现的致癌蛋白），通过靶向这些脂质信号途径促进癌症。　　第二信使--脂质在细胞膜外信号到细胞内部的传递和放大过程中发挥基本作用。一个最好的例子就是脂质第二信使PIP3，其传递数以百计的膜受体信号进入细胞内。　　因此，当PIP3的功能出差错时，靶向PIP3药物可有效用于治疗多种疾病，包括癌症和炎症性疾病。TIPE3属于一种新的蛋白质家族，是人类癌症和炎症的危险因素，但对其作用机制知之甚少。　　Chen和同事们发现，TIPE3是第二信使PIP3的转运蛋白，但它被癌细胞“劫持”，导致失控的细胞分裂。TIPE3的高分辨率晶体结构显示其蛋白结构有一个大的空腔，捕获和传输PIP3及其化学前体PIP2，导致癌细胞的内膜中PIP3的增加，这就促进了激活下游PIP3效应，导致癌症。　　重要的是，人类肺癌，结肠癌，卵巢癌和食道癌都有显著的TIPE3表达上调。敲除TIPE3后，能减少恶性肿瘤细胞的生长，剔除小鼠TIPE3，能阻断肿瘤的形成。　　这些发现解释了为什么正常的细胞可以控制自己的脂质信号，但癌细胞不能，虽然这一现象被广泛认可，但了解甚少。新研究揭示在正常细胞中，TIPE3的表达量恰到好处，以确保适当的信号传送，调控细胞分裂。 而在癌症情况下，TIPE3表达上调，TIPE3可能是一种新的治疗标靶用于治疗恶性疾病。　　该小组目前正在研究对策，以控制异常TIPE3表达来治疗或预防癌症。