免疫调节蛋白分子

金属蛋白酶（MP）是一个在其活性中心具有金属离子的大型蛋白酶家族。根据结构域的不同，金属蛋白酶可分为多种亚型，主要包括基质金属蛋白酶（MMPs）、解整合素金属蛋白酶（ADAMs）以及具有血栓反应蛋白基序的ADAMs（ADAMTS）。它们具有蛋白质水解、细胞粘附和细胞外基质重塑等多种功能。相关会议推荐点击可免费报名金属蛋白酶在多种类型的癌症中表达，并通过调节信号转导和肿瘤微环境参与涉及肿瘤发生、发展、侵袭和转移的许多病理过程。因此，更好地了解MP在癌症免疫调节中的表达模式和功能将有助于开发更有效的癌症诊断和免疫治疗方法。MP的结构和表达基质金属蛋白酶（MMP）在脊椎动物中，MMP家族由28个成员组成，至少23个在人体组织中表达，其中14个在脉管系统中表达。基质金属蛋白酶通常根据其底物和其结构域的组织结构分为胶原酶（MMP1、MMP8、MMP13）、明胶酶（MMP2、MMP9）、溶血素（MMP3、MMP10、MMP11）、基质溶素（MMP7、MMP26）、膜型MMPs（MT MMPs）或其他MMPs。MMP家族有一个共同的核心结构。典型的MMPs由大约80个氨基酸的前肽、170个氨基酸的金属蛋白酶催化结构域、可变长度的连接肽或铰链区和约200个氨基酸的血红素蛋白结构域组成。不同类型的MMP具有不同于典型MMP的特定结构特征。例如，MT MMPs缺乏前结构域，而MMP7、MMP26和MMP23缺乏Hpx结构域和连接肽。此外，MMP2和MMP9包含纤连蛋白的三个重复。MMPs中的这些不同结构域、模块和基序参与与其他分子的相互作用，从而影响或决定MMP活性、底物特异性、细胞和组织定位。MMPs已在多种人类癌症中检测到，MMPs的高表达通常与大多数癌症的生存率降低有关，包括结直肠癌、肺癌、乳腺癌、卵巢癌和胃癌。其中MMP2和MMP9，能够降解基底膜中的IV型胶原，是研究最广泛的金属蛋白酶，与各种癌症患者的疾病进展和生存率降低相关。解整合素金属蛋白酶（ADAM）ADAMs是锚定在细胞表面膜上的I型跨膜蛋白，迄今已发现30多种。与MMPs类似，ADAMs包括前结构域和锌结合金属蛋白酶结构域。ADAM还包括一个在细胞表面蛋白中独特的去整合素结构域。ADAM的金属蛋白酶结构域高度保守，大多数ADAM都有一个富含半胱氨酸的结构域和跨膜区域相邻的EGF样结构域，然后是一个长度和序列在不同ADAM家族成员之间变化很大的胞内区。由于这些结构域的存在，ADAM可以结合底物并影响细胞粘附和迁移的变化，以及细胞表面分子的蛋白水解释放。它们的主要底物是完整的跨膜蛋白，如生长因子、粘附分子和细胞因子的前体形式。癌细胞通常表达高水平的ADAM，ADAM17是所有ADAM蛋白中研究最广泛的。一项评估ADAM17作为卵巢癌潜在血液生物标志物的研究表明，与对照组相比，培养的卵巢癌细胞系的培养基上清液以及卵巢癌患者的血清和腹水中的ADAM17水平明显更高。具有血栓反应蛋白基序的ADAM（ADAMTS）ADAM不同，ADAMTS是一种分泌型金属蛋白酶，其特征在于辅助结构域包含血栓反应蛋白1型重复序列（TSR）和间隔区，并且缺少跨膜区、胞内域和（EGF）样结构域，人ADAMTS家族包括19种蛋白。ADAMTS蛋白酶参与前胶原和von Willebrand因子的成熟，以及与形态发生、血管生成和癌症相关的ECM蛋白水解。研究表明，不同的ADAMTS具有不同的生物学功能，并且个体ADAMTS可以在不同的癌症中或根据临床环境发挥不同的作用。与MMPs和ADAMs相比，ADAMTS在TME中的参与研究较少，因此迫切需要系统地研究其在癌症中的功能。涉及癌细胞免疫相关MP的信号通路信号转导途径由多个分子组成，它们相互识别和相互作用，并传递信号以调节许多重要的生物学过程，如肿瘤细胞增殖、转移和免疫调节。三种信号通路尤其与免疫调节中的MP密切相关。肿瘤坏死因子信号肿瘤坏死因子-α（TNF-α）是一种重要的促炎细胞因子，参与免疫系统的维持和稳态，以及炎症和宿主防御。可溶性TNF-α通过蛋白水解酶ADAM17，也称为TNF-a转换酶（TACE），从跨膜TNF-α（tmTNF-α）裂解，该酶可通过激活TNF-α来协调免疫和炎症反应。鉴于ADAM17对TNF信号通路的受体和配体的作用，ADAM17被认为以多种方式影响TNF-α信号传导。例如，可溶性TNF-α产生的减少将导致tmTNF-α的积累，其将与TNFR2结合并导致不同的生物学结果。转化生长因子–β转化生长因子-β（TGF-β）作为肿瘤行为的关键调节因子，在肿瘤侵袭和转移、免疫调节和治疗抵抗中发挥重要作用。TGF-β也是TME免疫抑制的核心，根据具体情况对免疫系统具有多效性功能。MMP9和MMP2是已知的两种金属蛋白酶，可切割未激活的TGF-β前体并产生不同的TGF-β蛋白水解切割产物，从而导致TGF-β活化。此外，与CD44结合的MMP9降解纤连蛋白导致活性TGF-β的释放。癌细胞中MMP9的水平不仅可能影响TGF-β的蛋白水解，还可能影响TGFβ和TGF信号通路下游物质的表达。对乳腺癌中MMP9与TGF信号通路之间关系的研究表明，乳腺癌细胞中MMP9的过表达不仅显著上调了SMAD2、SMAD3和SMAD4的表达，还增强了SMAD2的磷酸化。Notch信号通路Notch信号涉及肿瘤生物学的多个方面，其在免疫应答的发展和调节中的作用比较复杂，包括塑造免疫系统和TME的组成部分，例如抗原呈递细胞、T细胞亚群和癌细胞之间的复杂串扰。特别是，Notch在不同免疫细胞的发育和维持中发挥着关键作用。配体与Notch受体结合后，下游信号由包括ADAM家族成员在内的一些蛋白酶介导。首先，受体/配体相互作用暴露了蛋白水解切割位点S2，其被ADAM金属蛋白酶切割。γ-分泌酶介导的S3处的后续裂解发生在跨膜区，导致Notch胞内结构域（NICD）的释放，该结构域转移到细胞核中，并将MAML与RBPJ结合，触发靶基因如Myc、P21和HES1的转录。已知ADAM10和ADAM17参与裂解S2，而ADAM17导致配体非依赖性Notch激活，ADAM10导致配体依赖性激活。MP对肿瘤微环境的调节TME是指肿瘤细胞周围的微环境，包括血管、免疫细胞、成纤维细胞、骨髓源性抑制细胞、各种信号分子和ECM。TME在调节癌症的免疫反应中起着关键作用。MP对ECM的影响ECM是TME基质的非细胞成分，ECM的重塑在癌症的发展和体内稳态以及免疫细胞募集和组织转移中起着重要作用。癌症进展过程中ECM的广泛重塑导致其密度和组成发生变化，具体而言，蛋白酶诱导的ECM成分的分解对于肿瘤细胞跨越组织屏障至关重要。MMPs和ADAMs是参与ECM降解的主要酶，参与ECM降解的MMPs可大致分为膜锚定MMPs和可溶性MMPs。ECM降解主要通过MT1 MMP激活的可溶性MMP（如MMP2、MMP9和MMP13）实现。ECM有三个主要成分：纤维、蛋白聚糖和多糖。MMPs通过与这些基质结合以促进各种ECM蛋白的周转，在组织重塑中发挥重要作用。MMPs降解ECM的具体机制尚不清楚，需要进一步研究。MP与免疫细胞之间的关系MP在促进免疫细胞活性和调节免疫细胞迁移方面发挥重要作用。MP和免疫细胞之间的关系如下图所示。ADAM10和ADAM17在静止的CD4+Th细胞表面表达，对调节CD4+Th的发育和功能很重要。ADAM10/17在T细胞共刺激受体以及共抑制受体的脱落中发挥关键作用。例如，CD154（CD40L）是一种II型膜共刺激受体，在T细胞和APC之间的相互作用后，CD154表达在几个小时内迅速上调，随后在ADAM10和ADAM17裂解后从T细胞表面释放。此外，ADAM10和ADAM17还作用于共刺激受体CD137，以及抑制性受体LAG-3、TIM-3，sLAG-3和sTIM-3的可溶性形式都是在ADAM10和ADAM17蛋白水解裂解后形成的。B细胞是体液免疫的关键细胞成分，位于脾脏中边缘区B细胞（MZB）表达高水平的CD80/86共刺激分子，导致T细胞活化。Notch2信号传导是MZB细胞发育所必需的，在MZB的发育过程中，Notch2异二聚体与基质细胞和APC上的DLL1等配体结合，这启动了一种未知的金属蛋白酶水解受体，导致Notch胞内结构域的释放，该结构域转移到细胞核并触发下游靶基因的表达。这种未知的金属蛋白酶可能是ADAM10。NK细胞表达IgG Fc受体FcγRIII（CD16），CD16分子可被ADAM17从活化的NK细胞表面裂解，ADAM17的抑制会削弱CD16和CD62L的胞外脱落，从而显著增加细胞内TNF-α和IFN-γ的水平。此外，MMPs和ADAMS可以从肿瘤细胞表面切割活化受体NKG2D的配体。这些裂解蛋白的可溶性形式与NKG2D结合，并诱导该受体的内吞和降解，导致肿瘤逃避监控。总的来说，ADAM17裂解的多种底物与NK细胞的不同作用有关。肿瘤相关巨噬细胞（TAM）有助于癌症的发生和恶性进展，高水平的TAM与预后不良和总体生存率降低有关。在多种癌症中，发现TAM通过分泌MMPs促进肿瘤血管生成和侵袭，并调节免疫反应。MMP的调节与TAM分泌的趋化因子密切相关。与MPs相关的免疫调节细胞因子多种来源于肿瘤细胞的细胞因子，包括TGF-β、EGF、HGF和TNF-α，介导许多MP的表达。其中最重要的是MMP9，其在血清和与肿瘤相关的组织中升高，并参与ECM的降解，以促进癌症中免疫细胞的迁移。此外，这些细胞因子必须被MP切割以参与肿瘤免疫过程。例如，被ADAM17切割的TmTNF-α产生活性sTNF-α。IL-12在T细胞发育和扩增中也起着关键作用，未激活的IL-12前体需要在被MMP14切割之后在TME中转变为活性状态。金属蛋白酶和血管生成迄今为止，已经报道了几种类型的肿瘤血管生成，包括萌芽血管生成和血管生成拟态（VM）。萌芽血管生成是通过血管基底膜中各种水解酶（如MP和组织纤溶酶）的上调实现的，这导致基底膜和ECM的降解和重塑。例如，在胰腺神经内分泌肿瘤中，MMP9分泌增加会从基质中释放出隔离的VEGF，从而将血管静止转变为活跃的血管生成。在肺癌细胞中，MMP2活性的抑制减少了其与整合素AVB3的相互作用，并抑制了下游PI3K/AKT信号介导的VEGF的表达，导致血管生成减少。VM是侵袭性肿瘤形成新血管的新模型，为肿瘤生长提供血液供应。研究表明，实体瘤的初始缺氧环境与VM密不可分，缺氧与MMPs的表达和活性密切相关。低氧诱导因子-1α（HIF-1α）已被证明直接调节MMP14、MMP9和MMP2的表达。靶向MP的免疫治疗鉴于MP在癌症免疫调节中的作用，人们开始探索靶向MP的免疫治疗，临床试验中出现了多种广谱MP抑制剂。然而，由于药物的非特异性靶向和MP在免疫调节中的复杂作用，MP抑制剂迄今未能改善癌症患者的生存和预后。最近，有报道称MP抑制剂可用于联合治疗，以提高免疫治疗的疗效。SB-3CT作为一种MMP2/9抑制剂，被认为可以提高抗PD-1和抗CTLA-4治疗黑色素瘤和肺癌小鼠模型的疗效。SB-3CT治疗不仅通过减少多种致癌途径导致PD-L1表达减少，而且与抗PD-1治疗相结合，显著改善了免疫细胞浸润和T细胞的细胞毒性。此外，SB-3CT与抗CTLA-4的组合增强了PD-L1表达的下调，并增加了肿瘤中活化的肿瘤浸润CD8+T细胞的丰度。Andecaliximab（GS-5745）是一种选择性抑制MMP9的单克隆抗体，GS-5745通过与MMP9前体结合并阻止MMP9活化来抑制MMP9，而与活性MMP9的结合则抑制其活性。Fab 3369作用于MMP14，阻断细胞表面表达的内源性MMP14，并抑制三阴性乳腺癌（TNBC）中ECM的降解。此外，有多种抗体可有效抑制ADAM17，包括A12、A9和MED13622。还有一些小分子抑制剂在临床开发中，在临床试验中显示出积极的效果。小结MP在TME中的免疫调节中发挥重要作用，包括ECM重塑、信号通路转导、细胞因子脱落和释放以及促进血管生成。与MP相关的新兴技术和药物在癌症诊断和治疗中得到了越来越多的探索。因此，更好地了解MP在癌症免疫调节中的表达模式和功能将有助于开发更有效的癌症诊断和免疫治疗方法。基于MP的探索和新技术具有巨大潜力，它们可能会为未来的癌症诊断和治疗提供有效的策略。参考文献：1.Immunomodulatory role of metalloproteases in cancers: Current progress and future trends. Front Immunol.2022 13: 1064033.

近期，《婴幼儿食品和乳品中骨桥蛋白的测定高效液相色谱法》团体标准发布。此次标准是由中国飞鹤联合国家奶业科技创新联盟、中国农业科学院北京牧医所等单位共同完成制定，是国际首个婴幼儿食品和乳品中骨桥蛋白（OPN）检测方法标准，该标准填补了国际上骨桥蛋白检测方法标准的空白，为我国婴配粉科技创新起到了重要的技术支撑作用。众所周知，骨桥蛋白（OPN）是一种与免疫保护密切相关的珍稀活性蛋白，在人乳中含量较高，在婴幼儿的免疫调节、肠道发育、大脑发育等方面发挥重要作用。但50000g生牛乳中仅含有1g OPN活性蛋白，且珍稀于号称“奶黄金”乳铁蛋白的4倍，可见其十分珍贵。近年来，随着对母乳营养成分奥秘的译码，婴幼儿配方食品中活性蛋白OPN的创新成为新热点。但长期以来，行业缺乏准确度高、成本较低的OPN检测方法及相关标准，限制了原料创新和产品创新。为了解决这个问题，飞鹤研究技术团队用两年多的时间持续开展研究，创新性地建立了高效液相色谱测定方法并申请了两项专利，该检测方法不仅解决了不同乳制品及婴配粉处理过程中骨桥蛋白分离和提取的难题，还解决了操作过程繁琐、投入成本高的难题。其中，在此过程中，中国飞鹤研究院解庆刚也解释说“检测方法是原料制备和产品创新的基础和前提，探索原料制备效果必须有检测方法，配方创新与活性营养含量科学性评价也必须有检测方法。没有活性营养检测方法，谈产品创新毫无意义。”这也证实了飞鹤开展创新研究的初衷，进一步为检测方法的成功奠定了基础。创新检测方法只是飞鹤OPN研究的一部分。据解庆刚介绍，飞鹤在活性蛋白OPN制备技术和功能活性营养组合上进行系统研究和技术攻关，创建从鲜奶或乳清中制备OPN技术，探索了OPN与其他活性营养的功能协调活性，申请活性蛋白OPN相关专利10余项，并在国际科学期刊上发表了有关OPN活性功能的SCI论文2篇。目前，相应的研究成果在持续转化，已应用于飞鹤星飞帆系列产品，更好地帮助宝宝构建身体自护力，也受到更多新生代父母的青睐。通过此次创新研究我们可以看出，作为奶粉行业的龙头企业，飞鹤积极发挥引领作用，不断推进新标准、承担新项目，赋能行业共同进步。对于飞鹤的未来，相关负责人表示，飞鹤将围绕“十四五”项目和“鲜萃活性营养，更适合中国宝宝”的新战略，持续加码科研创新，为推动中国奶业高质量发展贡献自己的一份力。

自然杀伤细胞（Natural killer cells，NK细胞）是一种固有免疫细胞，通过杀伤靶细胞、诱导靶细胞凋亡或分泌细胞因子来发挥对肿瘤的免疫监视功能。NK细胞不仅在控制血液系统肿瘤及肿瘤转移中发挥关键作用，而且其在实体肿瘤中的浸润水平与患者的预后密切相关。免疫检查点分子（Immune checkpoints）是随着对肿瘤微环境和肿瘤免疫逃逸机制的深入研究，近年发现的一组介导免疫调节的重要分子，对免疫应答的适时中止发挥着重要的作用。　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队在《Science Advances》杂志发表了题为“TIPE2 is a checkpoint of natural killer cell maturation and antitumor immunity”的论文。研究人员对正常状态下的人和小鼠外周NK细胞进行了单细胞转录组分析，发现NK细胞在功能成熟过程中存在着对应NK细胞从“不成熟”到“成熟”分化过程的几个亚群，并且早前被报道具有介导免疫耐受功能的肿瘤坏死因子α诱导蛋白8-2（tumor necrosis factor-α-induced protein-8-like2，TIPE2）分子伴随着NK细胞的成熟而表达逐渐升高，呈现出与NK细胞成熟相关的表达特征。通过建立NK细胞特异性缺失TIPE2的小鼠模型发现，缺失TIPE2后，NK细胞成熟亚群的水平有提升，且NK细胞在群体水平和单细胞水平均具有更强的效应功能。通过建立小鼠肿瘤模型，进一步发现NK细胞缺失TIPE2之后显著抑制了肿瘤细胞在体内的生长，并伴随着肿瘤浸润NK细胞水平的增加与功能分子表达水平的提高。　　研究表明，TIPE2是负调控NK细胞功能成熟与抗肿瘤免疫应答的检查点分子，靶向TIPE2可能促进基于NK细胞的抗肿瘤免疫治疗策略。　　论文链接：https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8443187/pdf/sciadv.abi6515.pdf　　注：此研究成果摘自《Science Advances》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

大家好，本周为大家介绍的是一篇发表在Analytical Chemistry上的文章Charting the Proteoform Landscape of Serum Proteins in Individual Donors by High-Resolution Native Mass Spectrometry1，文章通讯作者是来自荷兰乌得勒支大学的Albert J. R. Heck教授。　　血清中大多数蛋白都是糖基化蛋白，这些糖蛋白对疾病诊断有着重要意义，基于质谱的糖链释放后分析和糖肽分析是目前普遍使用的糖蛋白分析方法，但仍存在一些局限，例如可能遗漏同时发生的翻译后修饰、缺乏对O-糖的研究、遗漏某些糖肽覆盖不到的糖基化位点等。高分辨非变性质谱为完整糖蛋白的分析提供了新的思路，本文开发了一种基于离子交换色谱的分离纯化方法，能够从150μL血清中分离和分析20多种血清(糖)蛋白，质量范围在30-190 kDa之间。　　图1为血清糖蛋白的分离和分析方法。150μL血清首先经过亲和柱以快速去除大量的白蛋白、IgG和血清转铁蛋白等，这一步骤使用的是作者内部制造的机器人，可以加快过柱子的速度。接着血清被送入离子交换(IEX)色谱，使用40分钟的梯度时，大多数蛋白在14-27分钟内洗脱，故作者在13-30分钟内每隔0.5分钟收集一次级分，并将每个级分缓冲液换为乙酸铵溶液，最后进行Thermo Exploris Orbitrap质谱仪分析。　　　　图1.血清糖蛋白非变性质谱分析方法　　作者使用该方法分离了大约24种血清蛋白，并在文中详细介绍了其中4种蛋白的分析过程：α-1抗胰蛋白酶、补体C3、血红素结合蛋白、铜蓝蛋白。　　(1)α-1抗胰蛋白酶(A1AT)是一种丝氨酸蛋白酶抑制剂，在呼吸系统的功能中起重要作用，作者使用唾液酸酶和PNGase F确认了蛋白上的糖型，又通过TCEP的还原处理发现大部分血清样品的A1AT都是半胱氨酸化的，也确认了A1AT存在N端截短的特征，综上，作者共统计出了13个A1AT异质体。针对捐献者提供的血清，作者区分出了携带V237A和E400D突变的A1AT蛋白的供体。　　(2)补体C3蛋白在免疫调节过程中发挥作用，在血清中浓度相对较高，分子量为187kDa。与该蛋白共流出的还有两种约137kDa和80kDa的蛋白，在唾液酸酶处理后，只有80kDa的蛋白质量减少很多，证明其存在唾液酸，而C3和137kDa蛋白的糖型上无唾液酸。通过对级分的糖肽分析确定N糖位点在Asn 63和Asn 917。137kDa蛋白鉴定为C3缺失α链后降解而成。　　(3)血红素结合蛋白(HPX)在血清中的主要功能是结合和运输游离的血红素，进行血红素和铁的再循环。非变性质谱显示HPX质量范围在58-63 kDa，而蛋白质主链质量仅50 kDa。本文首次解析了血清HPX的蛋白型谱，证明了4-5个N-糖和1个O-聚糖的存在，共17种独特的糖型。　　(4)铜蓝蛋白(CER)负责在人体内转运大部分的铜，分子量132kDa，每个CER分子可以携带6-7个铜离子。CER在非变性质谱检测后的分子量比理论质量多409±5Da，作者将其归为6个铜离子和1个钙离子的结合所致，并发现了CER完全去糖后失去结合金属离子的能力。　　　　图2.绘制血清糖蛋白组的全貌图。观察到的血清蛋白质量范围为30-190 kDa，浓度范围为0.2-50g/L　　总结：本文开发了一种从少量人血清中分离多种糖蛋白的方法，并通过高分辨非变性质谱表征了蛋白型谱，为蛋白全貌提供完整视图。该方法的优势在于非变性质谱需要的样品处理步骤少，最大程度的还原了蛋白的生理状态，劣势在于目前通过完整质量只解析了20余种蛋白中的8种，后续需要结合自下而上或自上而下的蛋白质组学方法进行辨别。在未来的研究中，作者建议联用分子排阻色谱和离子交换色谱，实现高通量在线血清蛋白分离分析。　　撰稿：英语佳 编辑：李惠琳　　原文：Charting the Proteoform Landscape of Serum Proteins in Individual Donors by High-Resolution Native Mass Spectrometry

蛋白质是生命活动生理功能的执行者，它更直观的表现生命的活动现象，它直接参与机体的免疫应答、免疫调节和催化过程。蛋白表达的差异水平会更直观的反应机体的生理状况和发病机制，因此蛋白质的定量检测对疾病的诊断、预后评价有着重要的意义。与此同时，单细胞技术正在通过直接研究个体细胞之间的生物变异，推动生物学和分子医学领域的革新。自上而下（Top-down）质谱方法是一种新兴的单细胞蛋白质组分析技术，可以同时分析蛋白质的各种异构体以及翻译后修饰，该技术可用于深入理解单个细胞的功能和细胞异质性。尤其是在蛋白质异构体的鉴定和定量方面，通过Top-down质谱技术，可以获得单个细胞蛋白质组的高分辨率和高质量信息，从而深入探究细胞内不同功能和代谢通路之间的关系，揭示细胞功能和生命过程的本质，进而推动生命科学领域的发展。然而，在单细胞蛋白质组学中，分析由基因突变、可变剪接和翻译后修饰引起的蛋白形式仍存在重大挑战。近日，在威斯康星大学麦迪逊分校葛瑛教授团队的一项新研究中,其团队开发了一种高灵敏的功能整合型Top-down蛋白质组学方法，全面分析单个细胞中的蛋白质形式。并将此方法应用于单个肌纤维（SMFs），以解析其在单细胞水平上的功能和蛋白质组学性质的异质性。该研究凸显了Top-down蛋白质组学在理解单细胞蛋白质异质性如何促进细胞功能的潜力。（原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2222081120）研究团队开发了一种高灵敏的功能集成的Top-down蛋白质组学方法，用于对单个细胞的蛋白质形态进行全面分析。研究者将该方法应用于单个肌纤维（SMFs）中，以解析其单个细胞水平的异质性功能和蛋白质组学特性。值得注意的是，研究者从SMFs中检测到了大型蛋白形态的单细胞异质性（ 200 kDa）。使用从三种不同功能的肌肉中获得的SMFs，发现肌肉肌节蛋白形态存在纤维间的异质性，这可以与其功能异质性相关联。更重要的是，其检测到多种肌球蛋白重链的同工酶（~ 223 kDa），这是驱动肌肉收缩的运动蛋白，具有高度的重复性，以便对单个纤维类型进行分类。研究结果揭示了在个体肌肉细胞之间可能存在的蛋白质翻译后修饰和同工酶表达差异，并进一步将功能性与蛋白质组学相结合，可重复测量肌球蛋白同工酶，用于单个肌肉纤维类型的分类，凸显了Top-down蛋白质组学揭示复杂系统中细胞间变异的分子基础的潜力。该成果“High sensitivity top–down proteomics captures single muscle cell heterogeneity in large proteoforms”已于2023年5月1日在《美国科学院院报》(PNAS）上发表。值得一提的是，该文章从投稿到成功在PNAS上发表，仅仅历时4个月时间。研究团队: https://labs.wisc.edu/gelab/威斯康星大学麦迪逊分校 葛瑛教授

当我们提到GABA（γ-氨基丁酸）的时候我们会想到什么？GABA是一种主要的抑制性神经递质，调节神经元间的通讯。在大脑之外，在肠道、脾脏、肝脏和胰腺中也检测到了GABA这种神经递质的存在【1,2】。但是GABA在免疫系统中是否会“跨界”发挥作用还不得而知。2021年11月3日，日本横滨理化研究所Sidonia Fagarasan研究组发文题为B cell-derived GABA elicits IL-10+ macrophages to limit anti-tumour immunity，发现B细胞来源的GABA诱导巨噬细胞从而限制抗肿瘤免疫反应，为免疫系统中除了细胞因子和膜蛋白之外的小分子代谢产物的免疫调节功能提供了新的见解。小分子水溶性代谢产物不仅是细胞内生物化学反应过程的重要中间产物，也是释放到细胞外环境中的“信号分子”，从而影响临近的细胞【3-5】。淋巴细胞受到多种受体和可溶性小分子代谢产物的调节，但是仍然有很多小分子代谢产物的功能尚未被了解清楚。因此，作者们希望能够找出其中发挥关键调节作用的水溶性代谢产物，该代谢产物可能作为环境线索发挥作用从而介导免疫细胞之间的相互作用。为了找出参与免疫系统的小分子水溶性物质，作者们对处于稳态以及激活状态淋巴细胞中进行水溶性代谢产物的分析。这两种淋巴细胞之间有200种左右的代谢产物存在显著的不同。其中主要涉及的代谢特征的不同是丙氨酸、天冬氨酸以及谷氨酸通路的差异，另外嘌呤和嘧啶代谢以及三羧酸环也与免疫激活密切相关。在这些代谢产物中，一个以前被广泛认为在神经系统中发挥作用的因子GABA引起了作者们的兴趣。先前并没有研究表明B细胞能够产生GABA，因此GABA在免疫系统中的作用也很不清楚。首先，作者们确认了免疫系统中的B细胞的确是GABA产生来源，并且通过对GABA合成的关键酶分析发现小鼠和人类B细胞中GAD67（Glutamate decarboxylase 67）而非GAD65的表达水平会上升。该结果说明无论是小鼠还是人类中谷氨酸的代谢的确能够刻画B细胞谱系的变化。那么B细胞中所产生的GABA是如何在免疫系统中发挥作用的呢？为此，作者们采用了MC38结肠癌模型，该模型中B细胞已经被证明通过抗原非特异性机制抑制抗肿瘤T细胞反应【6】。作者们发现B细胞缺乏的小鼠品系中肿瘤的生长比野生型的肿瘤控制的更好。另外，与接受安慰剂的小鼠相比，植入缓释GABA颗粒会导致B细胞去除的小鼠肿瘤生长显著增加。通过加入GABA受体激动剂木防己苦毒素，作者们发现会限制肿瘤的生长并提高肿瘤浸润性CD8+T细胞的细胞毒性活性。因此，作者们发现减少GABA或影响GABA受体信号通路会增强细胞毒性T细胞反应和抗肿瘤免疫，而分泌GABA使宿主对肿瘤生长产生免疫耐受。那么GABA影响免疫功能系统的细胞生物学机制是如何的呢？先前的研究表明肿瘤相关巨噬细胞（Tumour-associated macrophages，TAMs）可以抑制抗肿瘤免疫反应。作者们发现GABA影响巨噬细胞生理的过程，促进向抗炎表型极化的反应。进一步地，作者们想知道GABA如何调节巨噬细胞。研究表明TAMs起源于单核细胞（Monocytes），因此，作者们猜测GABA是通过影响单核细胞向巨噬细胞的分化来调节巨噬细胞的。为了验证这一假设，作者们将GABA加入到培养基中，发现会导致细胞数量增加、细胞存活增加同时也促进抗炎巨噬细胞特征因子FRβ（Folate receptor β）的表达。基因转录本分析也证明细胞周期相关以及叶酸代谢相关的基因出现了明显地上调。因此，作者们确认GABA促进具有抗炎特性的巨噬细胞的分化、扩张和存活。进一步地，为了确认B细胞中GABA的作用，作者们构建了特异性在B细胞中敲除GAD67的小鼠品系，发现条件性失活GAD67后会导致B细胞中GABA含量显著降低，而且发现B细胞产生的GABA会显著限制抗肿瘤T细胞反应。总的来说，该工作发现作为代谢产物以及神经递质的GABA会通过激活的B细胞被合成和分泌出来，作为细胞间相互交流的线索影响机体免疫系统的响应。该工作说明B细胞谱系产生的小分子代谢产物具有炎症调节的作用，可能会成为未来免疫反应调节的药物靶点。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04082-1

免疫球蛋白（Immunoglobulin，Ig）具有抗体活性，是脊椎动物在对抗原刺激的免疫应答中，由淋巴细胞产生的，能与相应的抗原发生特异性结合的或化学结构与抗体相似的一类球蛋白。它普遍存在于哺乳动物的血液、组织液、淋巴液和体外分泌液中，是主要的液体免疫物质。1890年，德国学者Behring和日本学者北里首次发现免疫球蛋白。随后人们用电泳技术证明了血液中抗体的活性存在于γ区、β2区、β区和α区。为了避免名称上的混乱，1964年WHO命名委员会统一将抗体和一些化学结构、抗原性与其有关的蛋白统称为免疫球蛋白。免疫球蛋白广泛应用于开发新型功能性食品添加剂，仔畜饲料以及生物新药和医药生化诊断、检测试剂等，已经成为研究和商业等部门重要的物质。所以免疫球蛋白的纯化也备受关注。由于免疫球蛋白对金属螯合色谱的亲和力最da，因此可采用增加上样量使其突破饱和点再用强洗脱液洗下吸附的免疫球蛋白。据报道，此法得到的免疫球蛋白的纯度可达95%，活力几乎没有损失。金属螯合色谱是一种利用金属离子与蛋白质中的某些氨基酸，如组氨酸等特有的亲和力进行分离纯化的新型色谱分离技术，它具有条件温和，分离的蛋白质活性回收率较高。同时操作较为简单，具有较高的处理能力，使用寿命也较长，适宜于生物活性蛋白的分离纯化。月旭推出的Chelating Tanrose 6FF金属螯合亲和介质，由亚氨基二乙酸（IDA）偶联到琼脂糖而成，相当于未螯合Ni离子的Ni Tanrose 6FF(IDA)。Chelating Tanrose 6FF介质的配基可提供3个配位位点同金属离子螯合，同时提供三个离子键结合部位高亲和的纯化目的蛋白，亲和力要强。可广泛应用于分离提纯蛋白质和多肽。其原理是利用蛋白质的组氨酸、半胱氨酸和色氨酸的侧链与多种过渡金属离子如Cu2+，Zn2+，Co2+，Fe3+的相互作用，从而达到分离纯化的目的。

2018国内首秀—Quanterix 单分子蛋白检测技术-simoa 2018年3月9—10日，由生物谷举办的以“创新变革与机遇”为主题的2018年先进体外诊断高峰论坛暨三大平行会议“第三方检验实验室（LDTs），液体活检论坛、Biomarker研讨会”在上海盛大召开。其中“Biomarker—新型生物标志物发现与应用研讨会”平行会聚焦了体外诊断领域的新技术产业：微流控芯片，高通量技术，单细胞测序，CTC循环肿瘤细胞，纳米医学，ddPCR技术，单分子免疫阵列技术(Simoa)，ctDNA，质谱检测，大数据，人工智能等等最新技术成果与应用案例纷纷亮相。 大会现场 美国Quanterix公司携手杭州纽蓝科技有限公司做为金牌赞助商参加本次会议，并于“Biomarker——新型生物标志物发现与应用研讨会”上做了“Monitoring health and disease progression with ultrasensitive biomarker analysis on the Simoa Platform”的主题演讲。分享了目前最灵敏的蛋白分子检测技术-simoa，可以检测到单个蛋白分子，达到飞克级别。同时赵明炜博士也介绍了simoa技术在肿瘤、神经、感染、心血管、免疫炎症等领域的应用。各科研、医疗、生物参会代表对此产生了浓厚的兴趣，纷纷前来展台咨询。Quanterix与杭州纽蓝尽心解答，得到了大家的广泛认可与支持。 展台现场 随着各类新型生物标志物相继被发现和利用，使得很多疾病有了更快速、更准确的诊断，因此生物标志物成了当下研究的热点。Quanterix核心技术是 SIMOA (SIngle MOlecular Array)，单分子蛋白阵列检测技术。通过此次会议，Quanterix希望从应用、从实际出发，真正意义上地让标志物助力精准诊断，推动精准医疗发展。Quanterix首席科学家 赵明炜博士精彩演讲 Quanterix致力于数字化的蛋白标志物研究，携手纽蓝科技把世界最新的数字化单分子免疫技术带给中国的客户。 左三：纽蓝CEO / 右三：Quanterix Vice President

11月10日，《分子细胞》(Molecular Cell)杂志在线发表了题为Cooperative Action between SALL4A and TET Proteins in Stepwise Oxidation of 5-Methylcytosine 的研究文章，报道了在小鼠胚胎干细胞中，SALL4A蛋白与TET家族双加氧酶共同调节增强子上5-甲基胞嘧啶(5mC)的氧化过程。　　哺乳动物DNA的胞嘧啶甲基化修饰被认为是最稳定的表观遗传修饰，在维持性DNA甲基转移酶的作用下，亲代细胞基因组的DNA甲基化信息经过有丝分裂以半保留复制的方式传递给子代细胞。近年来的研究发现，TET家族蛋白能够将5mC逐步氧化成5-羟甲基胞嘧啶(5hmC)、5-醛基胞嘧啶(5fC)和5-羧基胞嘧啶(5caC)，并走向最终的去甲基化。这种动态变化拓展了DNA甲基化所承载的表观遗传信息的可塑性。在基因组上，5mC的氧化受到严格地控制，在某些基因组区域，5hmC会稳定存在，而在别的基因组区域5hmC只是进一步氧化和去甲基化的中间体。这一选择性事件的分子基础尚不明朗。　　该研究利用稳定同位素标记的细胞培养(SILAC)联合亲和纯化与蛋白质定量质谱技术，发现锌指结构域蛋白SALL4A倾向于结合含有5hmC修饰的DNA。SALL4是早期胚胎发育过程中的一个重要基因，它的突变会导致常染色体显性遗传的Duane-radial ray综合症。Sall4基因敲除的小鼠胚胎在围着床期即停止发育，并很快死亡。该研究发现，在小鼠胚胎干细胞中，SALL4A蛋白主要定位于增强子，其与染色质的结合在很大程度上依赖于TET1蛋白。进一步分析基因组上SALL4A结合位点的胞嘧啶修饰状态发现，这些位点上缺乏稳定的5hmC，却富集了进一步氧化的产物5fC和5caC，提示SALL4A可能促进5hmC的进一步氧化。果然，敲除Sall4导致在原先的SALL4A结合位点上积累较高水平的5hmC，因为敲除Sall4降低了TET2的稳定结合，不利于5hmC的进一步氧化。　　这一工作丰富了对TET家族蛋白调控的DNA氧化和去甲基化过程的理解，并提出了5mC的协同性递进氧化概念。促进了对DNA甲基化的动态性及其在胚胎干细胞功能及重编程中作用的理解。　　中国科学院生物物理研究所研究员朱冰和副研究员张珠强为本文的共同通讯作者。朱冰课题组熊俊和张珠强为本文的并列第一作者。同济大学教授高绍荣和博士陈嘉瑜，北京生命科学研究所研究员陈涉、丁小军和许雅丽，中科院生态环境研究中心研究员汪海林和博士黄华，中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所研究员徐国良，日本熊本大学教授Ryuichi Nishinakamura也参与了该项研究。该研究得到国家自然科学基金委、科技部、中科院战略性先导专项和美国霍华德?休斯医学研究所国际青年科学家项目的资助。图示：SALL4A促进由TET1和TET2介导的5mC氧化过程

胞内细胞器实时发生快速的结构和分布变化，这些改变受到细胞内部环境的调控，反过来作为调控手段去影响细胞内环境，进而执行复杂的细胞功能。细胞器分布的调节对细胞健康至关重要。细胞器通过motor和adaptor蛋白沿着微管双向移动，进而建立和维持其适当的分布和功能【1】。微管通过可逆的翻译后修饰（包括乙酰化、去酪氨酸化和谷氨酰化）获得调节特异性，这些修饰共同构成了微管蛋白密码（tubulin code）的关键元素【2】。研究表明，tubulin code参与微管cargo选择以及细胞器定向运动【2】，但细胞如何破译这些tubulin code以选择性地调节细胞器定位尚不清楚。内质网（Endoplasmic reticulum, ER）是一个由不同形态组成的相互连接的网络，在整个细胞质中混杂延伸，与其他细胞器形成丰富的接触。内质网形态失调与神经系统疾病和癌症密切相关。2021年12月15日，来自美国国立卫生研究院的Craig Blackstone团队在Nature杂志上在线发表了题为ER proteins decipher the tubulin code to regulate organelle distribution的研究论文，阐释了内质网蛋白调控细胞器分布的具体机制。研究人员证明了三种膜结合的内质网蛋白优先与不同的微管群体相互作用：CLIMP63结合中心体微管，KTN1结合核周多聚谷氨酰化微管，p180结合单谷氨酰化微管。这些内质网蛋白质的敲除或微管群的操纵和谷氨酰化状态改变均会导致内质网定位的显著变化，进而引起其他细胞器在胞内的重新分布。大多数关于ER shaping和细胞器接触的研究都集中在外周管状ER，而更致密的核周ER是如何形成和不对称分布的目前还不清楚。三种ER膜结合蛋白— CLIMP63，p180和KTN1—主要定位于核周ER，被认为是内质网片状形成（sheet-forming）蛋白【3】。作者首先探究了这三个蛋白在调控内质网形态和分布中的功能。如图1所示，在CLIMP63和KTN1单敲除细胞的外周ER中的致密基质或片状结构数量增加，该现象定义为“分散（dispersed）”表型；而p180敲除细胞中的ER则表现出一种相反的“聚集（clustered）”表型——其外周网络保持管状，但核周 ER 在核的一侧不对称地塌陷成较小的区域；CLIMP63-KTN1双敲导致更明显的“dispersed”ER，而CLIMP63-p180双敲细胞中的ER与野生型中的类似；值得注意的是，p180-KTN1双敲造成比p180单敲更多的ER聚集；在CLIMP63-p180-KTN1三敲的细胞中，高密度的ER基质或片状结构在核周区域富集。为了更好地定量评估ER形态和分布的变化，作者开创了互补算法（complementary algorithms），利用基于概率密度估计的统计方法来分析荧光标记的ER和其他细胞器的空间分布，使用实验得出的空间概率质量函数来量化图像上的荧光变化，以计算细胞器的径向分布和细胞不对称程度。数据显示，CLIMP63 和 KTN1 单敲除或双敲除增加了 ER 平均分布半径 （Mean distribution radius, MDR），说明ER 的外周分布更广；相反，p180敲除或p180-KTN1双敲增加了ER不对称性。其中微管MDR和不对称性仅略有变化。图1. CLIMP63、p180 和 KTN1 差异性调节 ER 形态及分布随后，作者通过co-sedimentation实验评估了多种ER蛋白与微管的结合能力。与预期的结果一致，CLIMP63、p180和KTN1均可以结合大量微管。作者发现，只有能够进行微管结合的野生型蛋白质或突变体才能恢复相应敲除细胞系中的ER形态。例如，CLIMP63错义突变体R7A，K10A和R70A不能结合微管或抑制CLIMP63敲除细胞中的ER分布缺陷，而结合微管的CLIMP63（H69A）可以拯救表型；对于KTN1，只有结合微管的缺失突变体可以抑制异常的ER表型；缺乏kinesin-1结合结构域的p180s仍然可以抑制p180-敲除细胞中的ER聚集表型。这些数据表明CLIMP63-、p180-和KTN1-敲除细胞中ER形态的改变可能都与微管结合改变相关。因此，作者推测这些蛋白质可以结合不同的微管群体，并采用邻近连接测定（proximity ligation assay, PLA）来可视化它们在细胞中的微管结合情况。作者使用centrinone B耗尽中心体微管，并通过敲除AKAP450去除高尔基源性微管。结果显示CLIMP63-microtubule association对中心体耗竭敏感，但高尔基体微管耗竭不敏感；KTN1-microtubule association对两者都敏感；p180-microtubule association对中心体或高尔基微管的消耗都不敏感。进一步分析证明，CLIMP63优先结合中心体微管，KTN1优先结合来自中心体或高尔基体的核周微管，p180优先结合更多的外周微管。为了获得调节特异性，微管经历可逆的翻译后修饰，包括乙酰化、去酪氨酸化和谷氨酰化【2】。虽然 CLIMP63、p180 或 KTN1 敲除不影响这些修饰的总体水平，但微管蛋白多聚谷氨酰化在中心体或高尔基体微管耗尽的细胞中降低。因此，作者纯化了含有微管结合域的p180、KTN1和CLIMP63片段，并在体外探究它们与谷氨酰化微管的结合。与KTN1相比，p180与单谷氨酰化微管表现出更高的体外结合，而p180和KTN1与多聚谷氨酰化微管结合能力相似。同时，KTN1更倾向于结合具有多聚谷氨酸链的微管，而不是具有多位点单谷氨酸链的微管。与p180和KTN1相反，CLIMP63对微管谷氨酰化的反应较差，不同的微管蛋白修饰或相互作用可能介导了CLIMP63与中心体微管的优先结合。总的来说，如图2所示，CLIMP63，p180和KTN1分别优先结合中心体、多聚谷氨酰化和谷氨酰化微管，进而协同调节ER分布。图2. CLIMP63结合中心体微管，KTN1结合多聚谷氨酰化微管，p180结合谷氨酰化微管。接下来，作者对其他细胞器的分布进行了分析。通过同时对六个细胞器的活体成像显示，大多数细胞器的分布与ER相似，提示 ER 可能广泛调节细胞器分布。值得注意的是，在CLIP63-，p180-和KTN1-敲除细胞中，所有细胞器都表现出与ER相似的分布变化：在CLIMP63-或KTN1-敲除细胞中更分散，在p180-敲除细胞中更不对称。此外，分散ER的CCP1过表达也增加了野生型细胞中溶酶体，线粒体和过氧化物酶体的MDR。最后，作者探究了在自噬过程中ER和溶酶体的迁移活动。核周溶酶体聚集是早期自噬的标志性事件，对于适当的自噬通量很重要【4-5】。与溶酶体类似，ER 在早期自噬期间迁移至核周，随后重新分布到外周。CLIMP63蛋白水平在早期自噬期间显着增加，CLIMP63敲除可以阻止ER向核周区域移动，并抑制自噬体-溶酶体融合和自噬降解，但并不影响溶酶体活性。p180和KTN1蛋白水平在早期自噬期间保持不变，KTN1-microtubule association不变，但p180-microtubule association增加，进而重新分布ER和溶酶体。p180-敲除细胞中的ER和溶酶体始终留在核周。作者还阐释了p180与微管结合的生理学意义，如图3所示，p180L的核糖体结合区（主要的异构体）包含41个带正电荷的十肽重复，该区域在正常细胞条件下（Normal）被核糖体占据，但在饥饿条件下（Starved），与核糖体发生解离，暴露出这些带正电的区域，随后结合微管。图3. (e) p180结构域组成；(f) p180在正常和饥饿条件下与微管结合。总的来说，该研究证明了CLIP63，p180和KTN1优先结合微管的不同子集以维持核周ER的特征性分布，从而解释了它们缺失的差异效应。微管在细胞器分布中起着关键作用，它们选择性分配细胞器的能力依赖于“tubulin code”。该研究表明：（1）ER分布是通过特定的膜结合蛋白介导的，与不同水平和类型的微管谷氨酰化有差异结合，广泛影响大多数其他细胞器的分布；（2）细胞不是通过赋予每个细胞器自己的感知和响应机制，而是通过将ER作为一线传感器和响应器来实现组织效率。作者认为可能还有其他ER蛋白也可以破译tubulin code，对ER在健康和疾病中的功能具有重要意义。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04204-9制版人：十一

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鼎昊源全自动转印仪Blotstainer在蛋白免疫印迹上的应用 由于蛋白免疫印迹的步骤操作较为繁琐，要求精度较高，实验中一步出现操作失误就会导致整个实验的白白浪费。并且一抗二抗试剂也比较宝贵，所以采用仪器操作可以降低实验的风险，保证实验的顺利进行。 鼎昊源推出的全自动转印仪就是替代人工操作的好选择，它配有自动移液系统，温控系统和孵育摇床。自动移液系统包括10个管路，相互独立，避免交叉感染。温控系统范围在4℃到80℃之间，满足蛋白免疫印迹，核酸分子杂交实验的孵育温度。整套系统根据客户自定义的操作程序自动完成。为了方便客户使用，全自动转印仪出厂预设了免疫印迹，核酸杂交，原位杂交和免疫组化的自动程序。 内置标准蛋白免疫印迹程序如下： Step Task Time Action Buffer Memo Execute x times 1 Set temp Off Temperature to RT 2 Incubate 00:05 Wash PBST Wash membrane X2 3 Set temp ON, 10℃ Temperature 10℃ 4 Incubate 01:00 Blocking Block solution Blocking 5 Incubate 02:00 AB-step Primary antibody Primary antibody 6 Incubate 00:05 Wash PBST Wash membrane X4 7 Incubate 00:30 Sec. antibody Second antibody Second antibody 8 Set temp Off Temperature to RT 9 Wash 00:05 PBST wash PBST PBST wash X10 10 Ready to stain in dark room 设置温度到室温 用0.01M PBS洗膜，5min × 2次。 设置温度到10℃ 4、加入包被液，平稳摇动，1hr。 5、加入一抗（按合适稀释比例用0.01M PBS稀释，液体必须覆盖膜的全部），2hr。 6、弃一抗，用0.01M PBS分别洗膜，5min× 4次。 7、加入二抗（辣根过氧化物酶偶联）（按合适稀释比例用0.01M PBS稀释），0.5hr。 8、设置温度到室温 9、弃二抗，用0.01M PBS洗膜，5min× 10次。 10、加入显色液，避光显色至出现条带时放入双蒸水中终止反应。 全自动转印仪在上述程序中可以实现在蛋白免疫印迹孵育过程中的温控，更加保证一抗二抗的活性，这是一般手工操作所达不到的。 整套程序5个小时内自动完成，不需要人工换液和取出薄膜。当然上述程序可以按照用户实际需要来调整全自动转印仪的程序。 关键词：蛋白免疫印迹，全自动转印仪

p 　　发展适合于现场快速检测海洋生物大分子及海洋细菌的生物传感器技术，对于及时快速地开展海洋环境监测和评价具有重要意义。目前，对生物大分子的检测，一般采用酶联免疫法、生物化学测试法、聚合酶链式反应法等技术 对全细胞的检测，则通常需要通过细胞培养实验来完成。然而，上述方法存在仪器复杂、设备昂贵、检测耗时长等缺点，仅适用于实验室分析。 /p p 　　在海洋环境中，贻贝可通过其足丝分泌贻贝粘蛋白，该蛋白具有优越的粘滞性和良好的生物相容性。近期，中国科学院烟台海岸带研究所研究员秦伟课题组利用聚多巴胺类仿贻贝粘蛋白材料，成功构建了表面分子印迹聚合物电位型传感器，实现了对蛋白质分子及细胞体的高灵敏、高选择、快速电化学检测。他们采用基于仿贻贝粘蛋白的表面分子印迹技术，在电位型传感器表面原位构建了生物分子选择性识别印迹层 利用表面分子印迹层与待测生物分子之间的高选择性识别作用，实现了样品中生物分子在传感器表面的高选择性分离与富集 利用聚离子作为指示离子，指示富集前后传感器膜界面的电位变化，从而实现了对蛋白质分子及细胞体的免标记电化学检测(如下图)。该方法有效解决了电化学生物传感器难以实现免标记分析的难题，有望应用于海洋病毒及海洋致病菌的现场快速检测中。 /p p 　　相关研究成果已于近日发表在化学期刊《德国应用化学》(Rongning Liang, Jiawang Ding, Shengshuai Gao, Wei Qin*. Mussel-Inspired Surface-Imprinted Sensors for Potentiometric Label-Free Detection of Biological Species. Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, doi: 10.1002/anie.201701892)。此外，秦伟课题组也于近期在该期刊发表了关于电化学生物传感研究的其它成果(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 13033–13037)。 /p p style=" text-align: center " img width=" 600" height=" 495" title=" W020170526571669789953.jpg" style=" width: 600px height: 495px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/dfa6e65f-ceeb-4ed3-8f15-be9f33a61853.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / & nbsp p /p p & nbsp 基于海洋贻贝粘蛋白的仿生电化学生物传感器检测原理 /p p /p p /p /p

近日，中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所马英新课题组在国际学术期刊 Sensors and Actuators B: Chemical 上发表了题为：Construction of ratiometric Si-Mn:ZnSe nanoparticles for the immunoassay of SARS-CoV-2 spike protein 的研究论文。 该研究开发了一种比率型荧光探针（Si-Mn:ZnSe NPs），通过结合酶联免疫反应（ELISA）模型，建立了一种新冠病毒（SARS-CoV-2）刺突蛋白（S蛋白）的免疫荧光检测方法。 以SARS-CoV-2假病毒和VSV-G假病毒作为实际样本考察该方法的传感性能，结果显示该方法对SARS-CoV-2假病毒响应特异性良好，具有与商品化试剂盒相当的检测灵敏度，为诊断SARS-CoV-2感染提供了一种可靠的潜在思路。 S蛋白是新冠病毒侵染过程中的关键成分，具有识别目标细胞和促进膜融合的作用。因此，快速检测S蛋白对新冠疫情的防控至关重要。 目前，新冠感染早期诊断的主流方法有三种，包括分子检测（检测病毒RNA）、抗体检测（检测IgG和IgM抗体）和抗原检测（检测病毒蛋白）。相比其他两种方法，抗原检测特异性好且反应时间短，在大批量SARS-CoV-2阳性筛查中，已得到广泛应用。当下市场上的抗原自测试剂盒多数依托胶体金免疫测流层析技术，灵敏度低限制了其应用场景。 量子点（QDs）具有吸收光谱宽、斯托克斯位移大、荧光强度高和生物毒性低的优势，是一类理想的荧光探针，在生化分析领域得到广泛应用。据研究，荧光法的灵敏度是比色法的10~100倍，荧光免疫分析有望提升病毒抗原检测的灵敏度。本研究构建的比率荧光法采用Si-Mn:ZnSe NPs双发射探针，相当于在检测系统中添加了一项内标校准，解决了单发射探针强度受环境变化、探针浓度变化和仪器波动的影响较大的局限性，具有灵敏度高、稳定性好的优点。图2：（A）Si-Mn:ZnSe NPs探针构建；（B）比率荧光ELISA法检测SARS-CoV-2 S蛋白原理。通过形成固定化CAT的免疫复合物，可将检测S蛋白含量转化为检测体系内H2O2含量。 根据上述原理图，该团队通过Si dots和Mn:ZnSe QDs的自组装作用制备了Si-Mn:ZnSe NPs探针。首先考察了Si-Mn:ZnSe NPs的荧光强度对H2O2浓度的响应。随着H2O2浓度从0μmol/L增加到50μmol/L, Si-Mn:ZnSe NPs在610nm处的荧光被明显猝灭，而440nm处的荧光没有明显变化。这证明通过比率荧光的方法检测体系中的H2O2浓度是可行的（图3）。过氧化氢酶（CAT）可以催化H2O2分解，因此，CAT介导的ELISA可以用于S蛋白的免疫分析。图3：Si-Mn:ZnSe NPs对H2O2响应的荧光光谱 在最优反应条件下，S蛋白浓度与Si-Mn:ZnSe NPs的荧光强度比呈线性关系。如图4A和4B所示，随着S蛋白浓度从0.05ng/mL增加到300ng/mL, Si-Mn:ZnSe NPs在610nm处的荧光发射强度逐渐增强。如图4C所示，lg（S）与荧光信号比（F610/F440）在0.05~10ng/mL范围内呈良好线性关系（y = 0.2318x + 0.3378, R2 = 0.9904）。图4D显示，S蛋白浓度与荧光信号比（F610/F440）在5~50ng/mL范围内呈良好线性关系（y = 0.0116x + 0.4479, R2 = 0.9987）。本方法对S蛋白检出限为0.032ng/mL。图4：不同浓度SARS-CoV-2 S蛋白存在下Si-Mn:ZnSe NPs的荧光光谱（A）与信号比（B）；SARS-CoV-2 S蛋白浓度与荧光信号比的线性拟合（C-D） 前期工作中，该团队将SARS-CoV-2 S蛋白整合到HIV假病毒合成系统中，构建SARS-CoV-2 S蛋白假病毒（ACS Appl. Mater. Interfaces, 2021, 13, 21, 24477-24486.）。 本研究以上述SARS-CoV-2 S蛋白假病毒作为实际样本模型考察了本方法的准确性与重现性，并与商品化试剂盒检测结果进行对比（图5）。结果显示，所建比率荧光ELISA法测定的S蛋白浓度与商品化试剂盒相似，表明该方法具有较高准确性。构建VSV-G假病毒作为阴性对照，采用比率荧光ELISA法检测SARS-CoV-2假病毒和VSV-G假病毒中的S蛋白，结果如图6所示，10组SARS-CoV-2假病毒均有检出，而10组VSV-G假病毒均无检出，表明该方法对SARS-CoV-2 S蛋白检测具有较高的特异性。图5：商品化试剂盒和本方法测定SARS-CoV-2假病毒S蛋白的结果。n.s.表示不显著，*表示p＜0.05。图6：比率荧光ELISA法检测SARS-CoV-2假病毒和VSV-G假病毒S蛋白的结果 本研究以水热法制备了Si dots，水浴法制备了Mn:ZnSe QDs，通过二者静电相互作用自组装合成具有良好pH稳定性和光稳定性的Si-Mn:ZnSe NPs。H2O2可以特异性猝灭探针位于610nm处的荧光而对440 nm处的荧光无影响。在ELISA体系中，通过固定化CAT免疫复合物巧妙地将检测S蛋白浓度转化为检测体系内H2O2浓度。结果显示，在0.05~10ng/mL和5~50ng/mL浓度范围内，S蛋白浓度与荧光信号比（F610/F440）呈良好线性关系，检出限为0.032ng/mL。构建SARS-CoV-2假病毒作为实际样本模型，所构建方法的检测结果与商品化试剂盒相当。综上，所构建的比率荧光ELISA方法对SARS-CoV-2 S蛋白具有较高准确性和特异性，可作为一种新型诊断方法协助病毒感染筛查。

肿瘤免疫治疗的策略之一就是使免疫系统特异性靶向肿瘤细胞而不是正常细胞。而突变相关的新抗原（neoantigen）正是这样的靶标，肿瘤细胞中体细胞突变产生的序列改变的肽段被细胞处理，被主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）呈递至细胞表面，进而被T细胞识别，对肿瘤细胞进行杀伤。由于新抗原只在肿瘤细胞中存在，其成为肿瘤免疫治疗的热门靶标之一【1】。但是大部分肿瘤只有有限的肿瘤突变荷载并不能够产生新抗原相关的反应，同时只有5%的新抗原能被MHC分子提呈，而能激活有效的杀伤性T细胞的新抗原更少【2】。同时，肿瘤细胞中大部分的促癌因子和蛋白都是胞内蛋白，这也限制它们作为新抗原被人白细胞抗原（human leukocyte antigen, HLA, 人MHC分子）呈递作为肿瘤治疗的靶标【1】。神经母细胞瘤（Neuroblastoma）是儿童中常见的一种恶性肿瘤，其具有很少的肿瘤突变，相反其是由于转录调控网络表观遗传学上的失调而引起的【3】。在实体瘤，尤其是肿瘤突变荷载少的实体瘤中发现特异性以及免疫原性都较好的肿瘤免疫治疗新靶标，一直以来是肿瘤免疫治疗存在的挑战。2021年11月3日，来自美国宾夕法尼亚儿童医学院的John M. Maris团队在Nature上发表题为Cross-HLA targeting of intracellular oncoproteins with peptide-centric CARs的文章。团队分析神经母细胞瘤的免疫肽组，在HLA-A*24:02上发现来自神经母细胞瘤主要促癌转录因子PHOX2B的未突变肽段QYNPIRTTF具有很好的肿瘤特异性，以该肽为中心设计的CARs能识别多种不同HLA呈递的QYNPIRTTF，且在体外和小鼠模型中具有不错的效果。高度多态性的人白细胞抗原（HLA-A,-B,-C）基因编码的MHCI分子能够将来自于细胞内蛋白质组的一段8-14个氨基酸长度肽段提呈至细胞表面，这些肽段为免疫肽组（immunopeptidome），随后T细胞识别监视这些肽-MHC复合体（pMHC），发现来自于外来病原的抗原。研究团队假设肿瘤细胞的免疫肽组中存着在一部分来自于肿瘤发生必须的促癌因子的特异性的肽，针对这些肽便可设计出以肽为中心的嵌合抗原受体（peptide-centric CARs, PC-CARs）来特异性靶向肿瘤细胞。首先，研究团队对8个神经母细胞瘤细胞来源的异种移植物和病人来源的异种移植物（cell-derived xenografts (CDX), patient-derived xenografts PDX）进行免疫肽组的检测，通过MHC的捕获，肽段洗脱以及后续LC-MS/MS质谱等一共发现了7608个肽段。筛选这些肽段和HLA的结合力，筛选到2286个强亲和力的肽段。随后分析肿瘤组织和正常组织的RNA-Seq数据，研究团队筛选到61个肽段，其来源的母基因在肿瘤组织中高表达。最后研究团队分析正常组织中MHC肽组，进一步把可能在正常组织中提呈的肽段筛选掉。最后得到13个肽段，其来自于9个特异在神经母细胞瘤中表达的基因。同时研究团队在原代神经母细胞瘤中也进行同样的免疫肽组筛选，发现56个肽段。CDX和PDX筛选的13个肽有7个在原代肿瘤细胞中也被筛选到。随后，根据pMHC结合力，HLA等位基因频率，母基因表达情况以及神经母细胞瘤生物学信息对这些肽进行排序，6条分别来自来自CHRNA3, GFRA2, HMX1, IGFBPL1, PHOX2B 和TH的肽段被选择继续研究。分析不同发育时期的转录组学数据，研究团队发现PHOX2B只在胎儿发育过程中表达而在出生前的正常组织中PHOX2B完全被沉默。PHOX2B也是神经母细胞瘤发生的主要调控因子，PHOX2B的表达也是神经母细胞瘤诊断检测的手段之一。这表明，PHOX2B是神经母细胞瘤高度特异性的肿瘤抗原且是免疫治疗的理想靶标。由于自身抗原的免疫原性较弱，研究团队决定设计基于scFv-CARs而不是TCRs来靶向PHOX2B。随后研究团队筛选sc-Fvs库，寻找能结合PHOX2B肽的特异性克隆，并通过sCRAP算法预测排除其抗原交叉反应。研究团队筛选到10LH克隆并进一步研究，scFv 10LH和PHOX2B具有很强的亲和力，KD为13 nM，kd是 7.6 × 10-4 s-1。据此，研究团队设计出识别在HLA-A*24:02上提呈的PHOX2B 9氨基酸肽QYNPIRTTF的PC-CARs。发现PHOX2B 9氨基酸肽QYNPIRTTF也可被其他类型的HLA-A提呈，而10LH PC-CARs能打破传统的HLA限制和不同种类pMHC识别结合。随后在体外细胞模型以及体内PDX模型中证明了PHOX2B特异性的PC-CAR T细胞的跨HLA肿瘤杀伤能力。图1 肿瘤抗原的发现以及PC-CARs设计工作流程本文利用多种技术手段从非突变的促癌蛋白中发现神经母细胞瘤的肿瘤特异性抗原，并靶向这些肿瘤自身肽段设计出了PC-CARs，具有较好的肿瘤杀伤能力以及跨HLA的反应活性。该方法将非免疫原性的胞内促癌蛋白纳入到选择中，极大扩大了肿瘤免疫治疗的候选靶标，有助于神经母细胞瘤以及其他肿瘤的免疫疗法的发展。同时打破传统的HLA限制，也会扩大肿瘤免疫治疗的受益人群。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04061-6

引言医学检验是疾病诊断的重要依据，而针对蛋白标志物进行检测的免疫分析技术，则是医学检验中常用的一种手段。举个例子，我们平时有感冒发烧的症状去看医生，通常都会开一个血液化验单，如果你仔细观察这个单子，会发现其中一项指标叫做“C反应蛋白（CRP）”，这个指标能够判断我们是细菌感染还是病毒感染，从而采取不同的治疗手段。这个“C反应蛋白”的检测，使用的就是免疫分析的技术。免疫分析的历史免疫分析作为一种重要的医学检验方法，其技术经历了不断地发展和迭代。从最初的放射免疫到酶联免疫再到现在的化学发光，检测的性能指标都有了长足的进步。但是所有这些方法在定量原理上都是采用“模拟定量”的原理，即先拉标准曲线，然后检测值对应标曲进行换算。技术的进步难以突破原理的桎梏，当前的化学发光已经达到pg/ml的灵敏度水平，但是似乎再难向下推进了。然而这个灵敏度水平，却只能检测血液中含量较高的蛋白标志物（估计占比不到20%），犹如冰山一角。图1 传统免疫检测和单分子免疫检测的原理要实现新的突破，则需要原理上的创新，即从“模拟定量”走向“数字化定量”。通过对单个蛋白分子进行逐个的检测分析，然后使用泊松分布将其换算成浓度，能够实现极-致的灵敏度，达到fg/ml的级别，超过传统方法1000倍（图1）。当前已经有先驱的企业在积极从事这种创新的方法。比方说美国科学院院士、哈佛大学医学院教授David Walt所创办的Quanterix，其开发的SIMOA检测方法就在去年获得了美国FDA“突破性医疗器械”的认定，引起行业内的广泛关注。而在国内，以聚光科技的控股子公司聚拓生物为代表的数家企业，也在积极布局这一前沿的创新技术领域。免疫分析的价值检测的如此灵敏，究竟能给人们带来什么样的价值呢?当前，该技术前景最明朗的临床应用在于老年痴呆症的筛查和诊断。据估计，全国的老年痴呆症患者有1600万左右，并且未来预计随着人口老龄化程度的加重而进一步增加，这些患者造成了沉重的社会和经济负担。同时，老年痴呆症一直缺乏特别有效的药物，即便有一些新近获批的创新药物，也只能延缓病程的发展，而难以逆转病程。因此，早期发现、早期干预，对于老年痴呆症患者来说至关重要。由于人体血脑屏障的存在，老年痴呆症的标志物在外周血中含量极低，传统方法束手无策，而单分子免疫技术则凭借其极-限的灵敏度而能够很好的检测出来。这样，通过早期发现、早期干预，能够及早改善患者的状况，提高生活质量。除了老年痴呆症的检测以外，单分子免疫技术还能够发现和检验诸如细胞因子、感染、肿瘤等其他多种低丰度的蛋白标志物，挖掘“冰山下”的潜力（图2）。图2 单分子免疫诊断技术的应用前景FPI作为一项前沿的免疫分析技术，单分子免疫分析的其他应用还有待开拓，相信随着科学研究的发展，该项技术将给人类的生活带来更多的帮助

大家好，本周为大家分享一篇发表在Analytical Chemistry上的文章，Online Electrochemical Reduction of Both Inter- and Intramolecular Disulfide Bridges in Immunoglobulins1。该文章的通讯作者是来自荷兰伊拉斯姆斯大学医学院的Martijn M. Vanduijn研究员。许多蛋白质中都包含着二硫键，二硫键是指连接不同肽链或同一肽链中两个不同半胱氨酸残基的巯基组成的化学键（-S-S-）。在蛋白质分子中，二硫键起着稳定肽链空间结构的作用。二硫键数目越多，蛋白质分子对抗外界影响的能力就越大。维持二硫键的完整有利于蛋白质的液相色谱分离，但却给后端的质谱分析带来了挑战。常规的方法是在质谱分析前期对蛋白质进行变性、还原、烷基化处理，这些前处理过程可以有效的减少二硫键对后续酶切或二级碎裂（MS/MS）的干扰，但却非常繁琐耗时，除了会产生副反应以外，蛋白样品也可能在前处理过程中发生丢失。一个有效的替代方法是采用电化学还原。一个配备金属电极的流通池，仅需要施加适当电压于电极上，流通池中蛋白分子上的二硫键就可以被还原。目前，这种微型电化学反应池已实现商业化，可在线连接至质谱前端，蛋白样品经电化学还原，离子源活化，二级碎裂后可直接进行基于MS/MS谱图的序列匹配。尽管如此，电化学反应池在设计、电极材料组成、流通池的大小以及施加的电势等方面仍在不断的提高与创新。免疫球蛋白（抗体）包含有多个链间/链内二硫键。Simone Nicolardi等人曾在2014年将电化学反应器与FTICR质谱联用用于单克隆抗体的分析，从MS1谱图中可以明显地观察到单克隆抗体由于链间二硫键还原后生成的重链和轻链。然而，由于还原不完全，导致重链/轻链上的链内二硫键仅部分打开。类似的不完全还原在Kasper D. Rand组中电化学还原与氢氘交换质谱联用中也能观察到。这种不完全还原会影响蛋白中肽链的精准测量（一对二硫键引起2 Da的质量偏差），同时，关闭的二硫键也会干扰其跨度区域的二级碎裂，碎裂产物也较难通过计算软件进行预测或分析。本文介绍了一种改进的在线电化学还原方法可以实现单克隆抗体链间/链内的完全还原。装置如图1所示，蛋白样品注入系统后在1μL/min的流速下进行色谱分离，色谱柱后流出液与19 μL/min的补充液（1%甲酸，50%乙腈）在T型管中混合，随后以20 μL/min的流速经过电化学反应池（电化学反应池固有体积为19 μL），最终还原后的反应液进入质谱进行检测。值得注意的是，补充液中的50%乙腈有利于蛋白变性，而1%甲酸则为还原反应提供氢原子，促进还原反应的进行。图1. 在线电化学反应池耦联质谱装置示意图为了考察整个方法的可行性及普遍适用性，作者利用该装置对一系列的单克隆抗体进行了电化学还原和质谱检测。如图2A为贝伐珠单抗在800 mV还原电势下色谱分离的总离子流图（TIC），图2B为图2A中色谱峰所对应的一级质谱图（MS1）。从MS1可以看出有两组电荷态分布分别对应重链和轻链，说明在800 mV电势下，贝伐珠单抗链间二硫键发生了还原，由于还原发生在色谱分离之后，所以重链和轻链产生了共流出，仅在TIC图中观察到一个色谱峰。相比较柱前还原，这种色谱柱后二硫键还原会导致肽链的共流出，质荷比接近的肽链则会产生重叠的电荷分布进而干扰谱图的解析。但这种方法在分析复杂的蛋白样本具有明显有优势，可以将还原后生成的肽链与蛋白母体相关联，方便溯源。图2C则为贝伐珠单抗在不同电势下的还原情况，随着电势的逐渐增加，MS1去卷积谱图上逐渐观察到部分还原生成的重链、轻链或重轻链组合，当电势达到1000 mV时，几乎所有的链间二硫键都实现了还原。对于链内的二硫键，由于还原产生的质量改变较小（轻链包含两个二硫键，还原后质量增加4.032 Da），且存在未还原、部分还原以及完全还原肽链间的信号干扰，所以不太容易从MS1谱图确认链内二硫键的还原情况。但轻重链朝高电荷态偏移（图2D）间接说明链内二硫键在打开，肽链更加舒展，更容易质子化。图2. 在线还原系统分析贝伐珠单抗：A）贝伐珠单抗总离子流图；B）对应色谱峰的一级质谱图；C）在不同还原电势下的一级质谱图（去卷积）；D）重链在不同还原电势下电荷态的偏移。为了更加准确地评估链内二硫键的还原情况，作者模拟了不同氧化还原态的贝伐珠单抗轻链19+电荷态的同位素分布情况。如图3A，从上到下分别是模拟的完全还原（4 x SH）、部分还原（SS + 2 x SH）以及未还原（2 x SS）同位素分布。将实验测得同位素分布与模拟的同位素分布进行比对，计算每种氧化还原形式对总信号的贡献占比（图3B）。经过比对发现在1000 mV的电化学还原下是可以实现链内二硫键的完全还原的。因此，最终电化学还原设置为1000 mV。链内二硫键的完全还原可以极大的提高肽链的碎裂效率，获得更加丰富的MS/MS数据用于序列匹配。如图4所示，贝伐珠单抗以及西妥昔单抗的轻链19+电荷态被分离并碎裂。可以看到当施加1000 mV还原电势在质谱分析的前端时，轻链的二级碎片明显增加，特别是横跨链内二硫键的区域（图4，黄色阴影）。此外，在质量匹配的过程中也可以观察到二硫键处于还原状态，考虑还原氢引起的质量增加可以实现更多二级碎片的匹配。图3. A）不同氧化还原态的贝伐珠单抗轻链19+电荷态的同位素分布模拟；B）不同实验条件下的二硫键还原情况图4. MS/MS数据评估链内二硫键的还原情况总之，本文开发了一种在线电化学还原方法能够实现免疫球蛋白链间/链内二硫键的完全还原。该方法能够简化蛋白样品的前处理过程，方便后续的质谱测定。与之前的电化学反应器相比，该系统能实现链内二硫键还原的主要原因可能有以下几点：1、电化学流通池所用的表面材料，之前是全钛的设计，现在是表面镀铂。2、之前是三电极配置（工作电极，参比电极，辅助电极），而现在的设计减少至两个电极，驱动还原的电势适用于这种调整后电极配置。3、补充液的条件（50%乙腈和1%甲酸）对还原有利。此外，该电化学系统仍有需要改进的地方，例如：电化学反应池的体积过大、还原电势过高会影响质谱检测的信噪比等。该方法具有广阔的应用前景，无论是在蛋白质组学还是在结构质谱分析中。撰稿：刘蕊洁编辑：李惠琳原文：Online Electrochemical Reduction of Both Inter- and Intramolecular Disulfide Bridges in Immunoglobulins参考文献1.Vanduijn MM, Brouwer HJ, Sanz de la Torre P, Chervet JP, Luider TM. Online Electrochemical Reduction of Both Inter- and Intramolecular Disulfide Bridges in Immunoglobulins. Anal Chem. 2022, 94(7): 3120-3125. 2.Nicolardi S, Deelder AM, Palmblad M, van der Burgt YE. Structural analysis of an intact monoclonal antibody by online electrochemical reduction of disulfide bonds and Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry. Anal Chem. 2014, 86(11): 5376-5382.3.Trabjerg E, Jakobsen RU, Mysling S, Christensen S, Jørgensen TJ, Rand KD. Conformational analysis of large and highly disulfide-stabilized proteins by integrating online electrochemical reduction into an optimized H/D exchange mass spectrometry workflow. Anal Chem. 2015, 87(17): 8880-8888.

电压门控钠离子通道蛋白在产生和传导动作电位中发挥重要作用。在哺乳动物中，基于组织特异性，至少有9种电压门控钠离子通道异构体，其中命名为“Nav1.3”的电压门控钠离子通道蛋白在中枢神经系统中表达量高。有证据表明Nav1.3蛋白的突变与局灶性癫痫和多微脑回畸形疾病有关，因此Nav1.3蛋白可以作为治疗癫痫药物的靶点。　　3月11日，中国科学院物理研究所团队在nature communications杂志上发表了题为“Structural basis for modulation of human Nav1.3 by clinical drug and selective antagonist”的文章，解析了Nav1.3/β1/β2分别与小分子药物乌头碱A和选择性拮抗剂ICA121431结合的冷冻电镜三维结构，揭示了乌头碱A和ICA121431调节Nav1.3的不同机制。　　研究表明，Nav1.3蛋白的整体结构与已报道的其他哺乳动物Nav蛋白结构高度相似。调控Nav1.3蛋白功能的β1亚基通过其N端结构域和Nav1.3蛋白相互作用，同时其C端跨模域的螺旋稳定在Nav1.3蛋白第三个结构域上。调控Nav1.3蛋白功能的β2亚基柔性大，整体分辨率较低，但仍能看到其第55位的半胱氨酸与Nav1.3蛋白第911位的半胱氨酸形成了二硫键。小分子药物乌头碱A结合位点位于Nav1.3蛋白第一个结构域与第二个结构域之间，部分阻挡了离子通道。选择性拮抗剂ICA121431结合位点位于Nav1.3蛋白第四个结构域，增强了“异亮氨酸-苯丙氨酸-甲硫氨酸”模体与该模体的受体的结合，将离子通道稳定在失活状态。　　该研究解析了不同小分子调节剂与Nav1.3蛋白结合位点的结构，阐明了这些小分子在Nav1.3蛋白上的作用机制，为后续基于结构开发特异性更高的药物提供支撑。　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-28808-5

什么是SPR技术？SPR在物理上指等离子体或等离激元共振，全称为Surface Plasmon Resonance，表面（一般是固相和液相间的界面）等离子体共振是用于表征光学折射系数改变而导致的信号放大的光学传感技术。传统SPR技术最常见的应用是分子相互作用仪，它可以对两个生物分子间(比如小分子药物和蛋白、抗原和抗体之间) 相互作用的亲合力、结合特性、动力学等做实时动态的分析，在药物研发阶段尤其药物筛选和功能蛋白质组学分析中被广泛使用。目前SPR原理用于药物分析的方法已经被录入中国、美国、日本的药典。1990 年，瑞典的Biacore AB公司基于 SPR 技术开发了首台商品化仪器——Biacore 分子相互作用仪，并不断改进迭代。1996年，Biacore正式进入中国，经过26年的时间，Biacore从一个小众的技术和产品成长为分子互作的“金标准”和基础科研及药物开发必备的工具。在国内龙头生物制药企业，或是中检院、CDE和CDC这样的政府机构，都能看到Biacore的身影，但在另一方面，Biacore仪器光路系统相对复杂，仪器价格昂贵（200-400 万元之间），后期维护成本高，让大量需要测量分子间相互作用的中小型药企、高校、科研院所等面临购买门槛高与应用成本高的难题，分子相互作用仪全面普及的道路任重道远。量准MetaSPR技术量准MetaSPR技术以纳米微阵列生物芯片为检测基质，通过检测MetaSPR芯片的共振反射或吸收峰强度变化来测定分子之间的相互作用，这一点区别于传统的基于SPR入射光角度改变SPR技术，实现技术突破，极大降低了原有应用成本，打破分子相互作用仪国外垄断的格局。MetaSPR技术除了可以进行超高灵敏度终点法分子定量测量，还可以实时无标记的观测生物化学分子动态结合、薄膜形成等表面现象，并能给出高选择性高特异性的亲和力检测信号。量准正在推出的开放式MetaSPR微孔板、微流控MetaSPR芯片卡以及相应配套的半自动和全自动检测设备产品将提供分子互作的无标记实时检测，亲和力精确测定、抗体筛选和优化，以及快速高通量表达定量等灵活多样的高性能检测能力，以满足于包括靶向化学药、生物药、基因及细胞治疗、合成生物学和IVD原料等众多细分领域研发生产中的具体检测需求。量准搭载MetaSPR技术推出的新一代分子互作仪——量准WeSPR100。能实现Biacore 80%的检测功能，覆盖传统酶标仪的所有功能，价格仅Biacore市场价格的几分之一，拥有无限扩容的优化空间，芯片耗材和维修保养成本也低于同类产品，仪器功能丰富，真正做到了超高性价比。同时，配套不同的用户需求与使用场景，量准可提供多种类型设备，如桌面式分子互作仪WeSPR One及全自动高通量分子互作仪WeSPR HT96。量准MetaSPR技术可应用于生命科学，食品安全，环境检测，生物医学；毒素和抗生素快速检测；蛋白质组学；药物筛选及相关药物动力学实时检测；生物分子特殊肽段及相关偶合分子的检测；病毒及致病分子蛋白及受体研究；分子识别，免疫调节，免疫测定等，尤其适于在药物开发生产服务企业和科研院所进行分子筛选和检测标定。由此看来，量准MetaSPR技术对传统SPR技术的突破，将助力中国乃至全球生物检测和医药研发产业的发展。

SMCTM单分子免疫检测技术(Single Molecule Counting)是蛋白生物标志物检测领域的突破性新技术。利用激光聚焦于爱里斑中单个荧光标记分子，人类首次实现了在单分子水平对蛋白进行计量，并造就了1000倍于ELISA技术的超高检测灵敏度。SMCTM单分子免疫检测技术具备宽至4个log的大动态检测范围， 可根据靶标丰度和成本灵活选择实验方案，便于自行开发检测试剂盒，接近于ELISA的易用性等特征。该技术已被广泛应用于多种疾病生物标志物的检测，包括心血管疾病，炎症，糖尿病，神经疾病，癌症等等，使研究者对生物标志物的应用和认识达到了全新的高度。更重要的是，针对创新性生物标志物的研究，Erenna免疫检测系统提供工具，帮助研究者便捷地自行开发和优化检测试剂盒，实现全新生物标志物的高效率检测。讲座主题：“见微知著”，Erenna SMCTM技术创领生物标志物全新发现演讲者：默克生命科学 应用科学家 秦昶博士讲座语言：中文讲座时间：26分钟精彩内容预告:下载讲座PPT查看Erenna单分子免疫检测平台默克生命科学Tel: 400-889-1988转2Email: china.marketing.online@merckgroup.com

项目编号：0705-224002028074项目名称：复旦大学单细胞蛋白免疫分析仪采购国际招标预算金额：130.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：127.4000000 万元（人民币）采购需求：1、招标条件项目概况：单细胞蛋白免疫分析仪采购资金到位或资金来源落实情况：本次招标所需的资金来源已经落实项目已具备招标条件的说明：已具备招标条件2、招标内容：招标项目编号：0705-224002028074招标项目名称：单细胞蛋白免疫分析仪采购项目实施地点：中国上海市招标产品列表(主要设备)：序号产品名称数量简要技术规格备注1单细胞蛋白免疫分析仪1套激光配置：至少配置3根全固态激光器预算金额：人民币130万元 最高限价：人民币127.4万元 合同履行期限：签订合同后6个月内合同履行期限：签订合同后6个月内本项目( 不接受 )联合体投标。

共同战疫 2020年 免疫球蛋白含量快速测定安东帕Abbemat系列全自动折光仪 随着新型冠状病毒感染的肺炎确诊越来越多，医疗物资需求也越来越大，其中，静注人免疫球蛋白是目前防控新冠状病毒感染肺炎的重要药品之一。人免疫球蛋白人免疫球蛋白是取健康献血员的新鲜血浆或保存期不超过2年的冰冻血浆，每批最少应由1000名以上健康献血员的血浆混合。用低温乙醇蛋白分离法分段沉淀提取免疫球蛋白组分，经超滤或冷冻干燥脱醇、浓缩和灭活病毒处理等工序制得，其免疫球蛋白纯度应不低于90%。然后配制成蛋白浓度为10%的溶液，加适量稳定剂，除菌滤过，无菌灌装制成。人免疫球蛋白作为重要的医疗用品，选择合适的含量检测方法具有重大意义。目前，中国药典明确规定人血浆中蛋白可采用折射仪法进行测定。折光率作为物质浓度和纯度的表征，可用于物质含量的测定。将折光仪用于免疫球蛋白含量的测定，不但操作简单，其快速、准确的优势，可帮助制药企业节约大量时间成本，这在需要大量生产与检测免疫球蛋白的特殊时期，尤为关键！

质谱流式细胞术可在数百万个单细胞中同时采样并量化分析50多种蛋白质或蛋白质修饰水平。应用质谱流式可从全新的角度判别细胞种类、细胞表型，评估其功能状态和异质性以研究疾病发生和发展的机制。然而，作为一种新兴单细胞蛋白组方法，质谱流式因其技术特性也存有一些功能上的不足之处。目前该技术最大的瓶颈在于其灵敏度的极限，在单细胞中的每种抗原表位需要累积上百个金属标签标记的抗体才可在质谱流式分析中检测到特异性信号。灵敏度不足的问题，使得一些在人类疾病中至关重要的低丰度蛋白，如大量的转录因子、一部分细胞表面受体蛋白以及某些与特定功能相关的磷酸化位点难以被准确分析。在对小体积细胞，例如免疫细胞和微生物细胞的研究中，质谱流式在技术上则更具挑战性。而之前在多个不同实验室进行的放大质谱流式信号的尝试由于信噪比低、放大效果不强、可控性差等问题并没有获得显著效果。如何在不影响信噪比的情况下对质谱流式进行信号放大是一直以来亟待解决的问题。2024年7月29日，哈佛大学Wyss研究所尹鹏教授团队（伦小康博士、盛宽玮博士为共同第一作者）等在 Nature Biotechnology 期刊发表了题为：Signal amplification by cyclic extension enables high-sensitivity single-cell mass cytometry 的研究论文。该研究开发了一种名为循环延伸扩增（Amplification by Cyclic Extension，ACE）的信号放大技术，通过设计DNA动态探针实现对质谱流式技术（mass cytometry）中抗原表位金属同位素标记信号的高效放大，解决了质谱流式分析中的灵敏度瓶颈问题。ACE技术可同时放大30种以上蛋白表位信号。应用在悬浮质谱流式和成像质谱流式（imaging mass cytometry或IMC）中，ACE皆可大幅提升低丰度蛋白信号检测的灵敏度及准确性。在这项最新研究中，研究团队运用独特的DNA动态探针设计方法，创立了单链DNA循环延伸信号放大（Amplification by Cyclic Primer Extension，ACE）技术，实现了同时对多通道抗原表位信号的高信噪比高效放大，并应用于质谱流式技术上以大幅提高其灵敏度。ACE利用超短DNA序列作为起始探针（initiator）标记抗体并对胞内靶蛋白进行染色（图1）。在低温条件下，反应体系内的延伸探针（extender，含有两个相邻的起始探针互补序列）可互补结合在起始探针上，体系中的DNA聚合酶应用延伸探针为模版延长起始探针。提高体系温度后，延伸探针从延长过起始探针上解离，此时一个反应循环结束。当体系温度再次降低时，下一个延伸循环开始，起始探针进一步被延长。通过对起始探针序列的温控循环延伸，ACE可快速复制金属检测探针（detector）结合位点，引入检测探针后，单个抗体所携带的金属同位素标记物数量大幅提升。为提升DNA结构的热稳定性，该团队又结合3-cyanovinylcarbazole phosphoramidite (CNVK) 紫外交联方法将携带金属标记的检测探针共价结合在延伸后的起始探针上，使得检测探针在质谱流式仪内高温环境中不易解离（图1）。线型ACE（linear ACE）信号放大技术可平均提升信号13倍（图2）。但当分析极低丰度蛋白的单细胞信号或微生物单细胞蛋白信号需要更强信号时，可在线型ACE基础上应用分支ACE（branching ACE）以达到对抗原信号的500倍以上的放大。为配合质谱流式多维度蛋白表位分析特点，该团队通过设计正交DNA探针序列实现了对33种蛋白表位互不干扰的同时信号放大。图1. ACE技术流程示意图图2. 应用ACE逐级提高质谱流式抗原表位信号ACE技术建立后，研究团队首先将其应用与分析上皮-间质转化（EMT）和间质-上皮转化（MET）过程中的分子调控机制。通过对32个上皮和间质标记物、信号分子和转录因子的单细胞分析，将单个小鼠乳腺癌细胞从上皮状态到间质状态再回到上皮状态的转化过程进行时间重构，精准的展示细胞如何通过调节关键转录因子如Zeb-1和Snail/Slug的数量变化来驱动了EMT和MET分子程序。在第二个应用中，团队聚焦于单个T细胞胞内磷酸化信号网络。由于T细胞体积较小，在单细胞分辨率下每种磷酸化位点的表位数量有限，所以此前针对单个T细胞信号网络反应异质性的研究一直较难开展。团队应用ACE同时放大T细胞受体（TCR）信号网络内的30种关键磷酸化位点（图3），研究样本中T细胞在受到外部信号刺激时的胞内磷酸化网络特异性激活状态是如何分别调控介导应激、炎症、细胞增殖等反应的。应用该技术，团队分析了“组织损伤诱导T细胞麻痹”的分子信号机理，利用从手术患者获取的“术后引流液”（POF）样本刺激T细胞，并捕捉TCR信号网络的动态特征，揭示出导致部分CD4+ T细胞停止分裂并引起免疫抑制的胞内信号网络变化。图3. 应用ACE技术分析T细胞胞内信号网络动态变化最后，团队使用ACE结合成像质谱流式（Imaging mass cytometry，IMC）对人体肾脏组织切片中的蛋白表位进行高维度空间分析。通过检查从一名多囊肾病患者获得的肾皮质切片并对经信号放大后的20种肾脏标记物的空间表位分析，团队发现了存在于肾皮质部位细胞和组织结构的新病理特征：与组织修复相关的干细胞标记物Nestin在肾小球中的不均匀表达可能意味着组织的不同部位可能同时经历不同的病理阶段。ACE质谱流式信号放大技术是单细胞蛋白分析中一项革命性的突破。这套独特的生物技术在生物医学的各个层面都有着广泛的应用前景，尤其可将单细胞高维蛋白表位定量分析扩展到之前由于技术限制而从未涉及到的低丰度蛋白组。另外，结合成像质谱流式IMC，可在未来实现基于ACE信号放大的超分辨率空间蛋白组学成像分析。

脱发是人体免疫系统攻击自己的毛囊导致的病症，美国索尔克研究所科学家发现了一个意想不到的脱发治疗分子靶点。6月23日发表在《自然免疫学》上的研究论文，描述了称为调节性T细胞的免疫细胞是如何使用激素作为信使，与皮肤细胞相互作用以产生新毛囊，从而促进毛发生长。研究人员称，长期以来，人们一直在研究调节性T细胞如何减少自身免疫性疾病中的过度免疫反应。新研究确定，实际上促进头发生长和再生的上游激素信号和下游生长因子与抑制免疫反应完全分开。研究人员研究了调节性T细胞和糖皮质激素在自身免疫性疾病中的作用。糖皮质激素是由肾上腺和其他组织产生的胆固醇衍生的类固醇激素。他们在正常小鼠和调节性T细胞中缺乏糖皮质激素受体的小鼠中诱导了脱发。两周后，研究人员看到了小鼠之间的明显差异。正常小鼠的毛发重新长出，但没有糖皮质激素受体的小鼠几乎不能重新长出毛发。研究结果表明，调节性T细胞和毛囊干细胞之间必须发生某种交流，才会使毛发再生。研究人员使用多种技术监测多细胞通讯，然后研究了调节性T细胞和糖皮质激素受体在皮肤组织样本中的表现。他们发现糖皮质激素指导调节性T细胞激活毛囊干细胞，从而导致毛发生长。T细胞和干细胞之间的这种串扰取决于糖皮质激素受体在调节性T细胞内诱导产生TGF-β3蛋白的机制，TGF-beta3然后激活毛囊干细胞分化成新的毛囊，促进头发生长。其他分析证实，该途径完全独立于调节性T细胞维持免疫平衡的能力。研究人员表示，在急性脱发病例中，免疫细胞会攻击皮肤组织，导致脱发。通常的补救措施是使用糖皮质激素来抑制皮肤的免疫反应，这样它们就不会一直攻击毛囊。应用糖皮质激素具有双重好处，即触发皮肤中的调节性T细胞产生TGF-β3，刺激毛囊干细胞的活化。这项研究表明，调节性T细胞和糖皮质激素不仅是免疫抑制剂，而且还具有再生功能。接下来，研究人员将研究其他损伤模型并从受伤组织中分离出调节性T细胞，以监测TGF-β3和其他生长因子水平。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）是一种中心代谢酶，催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A（CoA）转化为草酰乙酸和乙酰-CoA1-5。哥伦比亚大学的科学家们与Nimbus Therapeutics的研究人员合作，利用冷冻电镜技术揭开了这种代谢酶的神秘面纱，这种酶可能成为癌症治疗的下一个主要分子靶点，这项研究的最新进展发表于《Nature》杂志。 br/ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 首先，我们来了解下究竟什么是ACLY。ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）是一种中心代谢酶，催化ATP依赖性柠檬酸和辅酶A（CoA）转化为草酰乙酸和乙酰-CoA。乙酰辅酶A对脂肪酸的代谢、胆固醇的生物合成以及蛋白质的乙酰化和异戊烯化至关重要。作为抗癌药物的靶标，ACLY一直备受关注，因为许多癌细胞依赖它进行肿瘤的转移与扩散。 ACLY也是抗血脂异常和肝脂肪变性的靶向位点，部分药物目前正在进行3期临床试验。当前已报道许多ACLY抑制剂，但其中大多数仅具有很弱的活性。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 虽然之前的实验已经成功完成了该酶的片段，但此次哥伦比亚大学Liang Tong及其研究团队的工作揭示了在高分辨率下人类ACLY的完整结构。Liang Tong教授表示，“ACLY是一种控制细胞内许多过程的代谢酶，包括癌细胞中的脂肪酸合成。通过抑制这种酶，我们可以控制癌症的生长。此外，该酶还具有包括包括调节胆固醇生物合成等其他作用，因此针对该酶的抑制剂也可用于控制胆固醇水平。同时，靶向治疗是癌症研究的一个热点领域，癌细胞中的某些特定分子会帮助它们生长，分裂和传播，而此次解析的ACLY酶也是其关键的一员。通过阻断这些分子的作用，我们可以有效的抑制肿瘤生长与扩增。” /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201904/uepic/72498bef-69fb-42c1-b014-c2870a88485b.jpg" title=" 1111.jpg" alt=" 1111.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 今年早些时候，另一组研究人员展示了一项针对高胆固醇治疗的口服疗法bempedoic acid的3期临床试验结果。该药物是第一代ACLY抑制剂，单独服用可降低低密度脂蛋白（LDL）胆固醇30％，与他汀类药物联合使用可降低20％。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 目前已经发现ACLY在几种类型的癌症中过表达，并且实验已经证实“关闭”ACLY可引起癌细胞停止生长和分裂。了解ACLY的复杂分子结构将使研究者了解到该分子最佳的抑制区域，为靶向药物开发铺平道路。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " Liang Tong及其研究团队使用纽约结构生物学中心的设施，使用冷冻电镜技术（Cryo-EM）来解析ACLY的复杂结构。 Cryo-EM允许使用电子显微镜对冷冻生物样本进行高分辨率成像。然后将一系列二维图像计算重建为精确、详细的复杂生物结构（如蛋白质，病毒和细胞）的三维模型。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify margin-top: 15px " 冷冻电镜结果揭示了有效抑制ACLY的意外机制。研究小组发现，抑制剂结合需要酶结构的显着变化。然后，这种结构变化间接阻断底物与ACLY的结合，从而防止酶活性发生。这种新的ACLY抑制机制可以为开发治疗癌症和代谢紊乱的药物提供更好的方法。 /p p br/ /p

p 　　2017年7月31日，清华大学生命学院刘万里研究组在《eLife》期刊在线发表了名为《蛋白激酶Cβ(PKCβ)和黏着斑激酶协同调控B淋巴细胞的免疫活化对呈递抗原的基质硬度的敏感性》(Substrate stiffness governs the initiation of B cell activation by the concerted signaling of PKCβ and focal adhesion kinase)的研究论文，报道了机械力感知能力调控B淋巴细胞免疫活化的精细分子机制。清华大学生命学院巴基斯坦籍博士生萨明娜(Samina Shaheen)，北京大学、清华大学和北京生命科学研究所联合培养博士研究生项目博士生万政鹏和生命科学学院本科生李宗昱是本文的共同第一作者，刘万里研究员为本文的通讯作者。 br/ /p p 　　本研究需要大力整合分子免疫学、细胞生物学、生物化学、新型材料科学、高精度活细胞成像和生物物理学等不同学科的交叉优势，涉及基因修饰小鼠脾脏B细胞和自身免疫疾病病人外周血B细胞等实验材料的广泛使用，在研究过程中得到了国内外同行的大力支持。 /p p 　　B淋巴细胞作为抗体免疫应答过程中的重要参与者，维系着人类的健康，B淋巴细胞的免疫活化进程在其质膜表面的B细胞受体(BCR)识别外来病原体抗原后启动。该课题组之前的工作揭示B淋巴细胞具有灵敏的机械力感知功能，利用B细胞受体(BCR)来精确地识别抗原的理化性状。该论文结合不同刚性抗原呈递基质系统和基于全内反射、共聚焦荧光显微镜的高速高分辨率成像系统，对机械力感知调控B淋巴细胞免疫活化的分子机制进行系统而全面的研究。该论文发现B淋巴细胞感受机械力调控其活化依赖于B细胞受体(BCR)下游信号分子。由佛波酯(PMA)诱导的蛋白激酶Cβ(PKCβ)激活可以绕过B细胞通常需要的酪氨酸激酶(Btk)和磷脂酶Cγ2(PLCγ2)信号分子来区分底物刚度。然而，这一过程依赖于由蛋白激酶Cβ(PKCβ)介导的黏着斑激酶(FAK)激活，进而表现出黏着斑激酶(FAK)介导的B细胞扩散和粘附反应的增强。黏着斑激酶(FAK)失活或缺陷将导致B细胞丧失鉴别基底刚性的能力，而粘附分子可以大大增强B细胞的这种能力。最后，该研究利用类风湿性关节炎患者的样品进行研究，发现与健康人相比，类风湿性关节炎患者的B细胞对基底刚度表现出不同的活化反应。这些发现更系统的提供了B细胞如何通过蛋白激酶Cβ(PKCβ)介导黏着斑激酶(FAK)激活的方式区分底物刚度并作出不同活化反应的分子解释。这些研究成果为B淋巴细胞的免疫识别、免疫活化和免疫调节研究提供了新的研究思路，帮助人们进一步理解自身免疫疾病，从而对探索相关疾病的致病机理、以及药物疫苗研发等重要工作提供新的理论依据。 /p p 　　刘万里研究员课题组一直致力于使用新型的高速高分辨率的活细胞单分子荧光成像技术结合传统的分子免疫学、生物化学和生物物理学研究手段，对B淋巴细胞的免疫活化及相关疾病的分子机制进行研究。继2013年在《免疫学杂志》(Journal of Immunology)，2015年在《欧洲免疫学杂志》(European Journal of Immunology)和《eLife》上发表B淋巴细胞的免疫活化受到机械力调控的相关论文后，这一新成果是他对该领域的又一贡献。该研究由国家自然科学基金委、科技部和青年千人计划提供经费支持。萨明娜(Samina Shaheen)受到中国政府奖学金项目的支持。(来源：清华大学生命科学学院) /p p 　　论文链接： a href=" https://elifesciences.org/articles/23060" _src=" https://elifesciences.org/articles/23060" https://elifesciences.org/articles/23060 /a /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/noimg/e71fa001-dac6-4706-bca7-5f946b9f1f18.jpg" title=" 1.jpg" / /p p 　　蛋白激酶Cβ(PKCβ)和黏着斑激酶(FAK)协同调控B淋巴细胞的免疫活化对呈递抗原基质硬度的敏感性 /p p br/ /p

当前，新型冠状病毒肺炎(COVID-19)仍在全球范围内持续威胁着人类的健康，截止到2021年6月初，新冠肺炎确诊病例已多达1.72亿，死亡人数超过370万。新冠爆发早期的研究主要集中在探索流行病学和发病机制上，随着人们对新冠病毒的认识逐渐加强，越来越多的临床专家开始关注新冠康复患者的预后评估。此前有研究指出新冠肺炎康复患者会持续出现不同程度的症状和意想不到的实质性器官功能障碍，然而这些后遗症发生的分子机制尚未明确。　　近日，北京大学医学部精准医疗多组学研究中心黄超兰教授团队，和浙江大学第一附属医院郑敏教授团队开展合作研究，首次关注新冠肺炎康复患者的血清蛋白表达变化。通过蛋白质组学数据与临床数据的整合分析，提出康复患者在1个月后仍会出现胆固醇代谢紊乱和心肌受损。该研究以“Proteomic analysis identifies prolongeddisturbances in pathways related to cholesterol metabolism and myocardiumfunction in the COVID-19 recovery stage”为题于2021年6月3日线上发表在Journal of Proteome Research期刊上。　　图. 基于DIA-PASEF方法的定量蛋白质组学分析　　研究者对来自健康志愿者，COVID-19中症及重症病人的患病期和康复期的血清样本开展了基于DIA-PASEF方法的定量蛋白质组学分析。结果显示，与健康对照组相比，康复期的中症和重症患者体内分别有243和163个蛋白质发生了显著变化，其中，与患病期重合的蛋白数量分别为113和88个。进一步的研究结果表明，康复患者体内未恢复至正常水平的蛋白主要参与了胆固醇代谢、转运、酯化，及心肌肥大、心肌组织发育、心肌细胞分化、心血管系统发育等相关通路。值得关注的是，通过系统地统计600名新冠肺炎患者、1177名甲型流感患者和522名H7N9感染患者的总胆固醇水平数据，研究者发现仅新冠肺炎患者的血清总胆固醇在发病后呈上升趋势。相关研究结果有助于进一步探索针对新冠肺炎康复患者的临床治疗决策设计，未来有效改善患者的预后。本研究基于前沿的高通量DIA定量蛋白质组学技术，用高质量的数据为全面开展新冠康复患者的预后评估提供了可靠的重要分子基础和机制信息。此前，黄超兰主任领衔的多组学中心团队还与高福院士领衔的多学科团队紧密合作，揭示早期的新冠感染患者存在显著的免疫抑制，并首次提出COVID-19的发病机制或存在“两阶段”模式。多组学中心在黄超兰教授的带领下，将继续基于临床，前沿技术和基础学科的深度交叉融合，开展协同创新研究，持续为抗击新冠病毒做出多方面的贡献。 北京大学医学部精准医疗多组学研究中心主任黄超兰教授，浙江大学第一附属医院郑敏教授为本文的共同通讯作者 北京大学医学部精准医疗多组学研究中心陈扬副研究员，浙江大学第一附属医院姚航平研究员，北京大学医学部精准医疗多组学研究中心博士研究生张楠，浙江大学第一附属医院吴杰副研究员为本文的共同一作。　　原文链接：　　https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.1c00054

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抗体药经过30余年的发展，已成为全球医药市场的重要组成部分，目前大分子生物制药市场（包括重组蛋白类药物）急速增长已突破千万亿美元。从2017年市场表现来看，全球10大最畅销药物中：除2个小分子药物以外，另外8个都是大分子药物，包括6个抗体药物和2个融合蛋白。其中药王“Humira”销售额高达184亿美元，上市16年来累计为Abbvie贡献了1120亿美元销售额。近年来新型肿瘤免疫调节抗体药物（如PD-1/PD-L1阻断剂）的兴起也带来了新的治疗突破，其中由BMS研发的第一个针对PD-1的治疗型抗体Opdivo，以近60亿美元上榜Top10。 在药物研发方向，生物大分子药物市场高度集中，巨头垄断地位“超然”，而同时生物制药市场也孕育着诸多新机会和变化，新靶点、新作用机制的抗体药层出不穷，研发企业在生物制药领域大有可为。针对生物大分子制药研发流程的每一个环节，PerkinElmer公司可提供覆盖分子-细胞-活体-组织的全方位检测技术、仪器平台、试剂耗材及相关服务。 针对生物大分子制药研发流程的每一个环节，PerkinElmer公司可提供覆盖分子-细胞-活体-组织的全方位检测技术、仪器平台、试剂耗材及相关服务。针对杂交瘤、噬菌体或人源B细胞等不同文库的抗体筛选，高通量多模式检测系统、多标试剂（如高灵敏度免洗Alpha技术）及细胞株、高内涵细胞显微成像系统、自动化样品处理工作站可以在分子及细胞水平提供最佳的高通量抗体筛选及优化方案。对于抗体药物的临床前/临床功能验证、安全评价及治疗效果，可借助生化检测及分子影像学平台，完成从分子机制、细胞信号通路、组织微环境及整体动物水平的系统评价。针对抗体工艺开发及生产质控过程中的抗体纯度、糖基化、片段化/聚合化、荷电异质性及宿主细胞残留等重要质控指标，全自动毛细管电泳抗体分析系统和多模式检测及专业试剂盒可大大降低该环节的技术成本。另外，随着医疗大数据时代的到来，PerkinElmer Signal数据挖掘分析系统，结合高质量显微成像技术和数字定量病理智能算法，为基础研究到临床实践的转化进一步助力加速。该应用方案将涵盖： 体外抗体高通量筛选及优化体外抗体功能性评价及研究动物活体水平抗体治疗评价临床组织病理抗体诊断治疗详情请点击样本封面下载生物大分子制药整体解决方案样本：关于珀金埃尔默：作为全球领先的科研仪器和服务提供商，珀金埃尔默公司致力于为创建更为健康的世界而不懈努力。我们的业务涵盖医学诊断、科研和分析仪器等。我们在全球拥有11000名专业技术人员，时刻准备着为客户提供最优质的服务，帮助客户解决各项科学难题。我们在分析检测、医学成像、信息技术和售后服务方面的专业知识，以及深入的市场洞察力，可协助客户为改善我们的生活环境而不懈探索。2017年，珀金埃尔默年应收达23亿美元，为超过150个国家和地区提供服务，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默公司的信息，请访问PerkinElmer官方网站www.perkinelmer.com.cn

为了对衰老细胞的分子特性进行进一步的理解，美国梅奥医学中心Jan M. van Deursen研究组与Hu Li研究组通过筛选不同的应激因素、细胞类型以及在哺乳动物体内寻找与衰老相关的增强子，希望能够鉴定出免疫系统识别衰老细胞的关键因素。这项工作发表在Science上题为p21 produces a bioactive secretome that places stressed cells under immunosurveillance。研究发现细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子p21除了经典的细胞周期阻滞的作用之外，会作为免疫监视“侦察兵”以及“计时器”的作用帮助机体建立内在的监察机制，促进衰老细胞的清除，确保机体的稳态。为了对衰老细胞在分子水平上进行更深入的了解，作者们希望鉴定衰老相关的超级增强子所控制的基因。在最初的筛选中，作者们使用了小鼠胚胎成纤维细胞这一体外系统，并且应用在三种不同的衰老诱导应激胁迫条件：γ-射线、过度复制以及癌基因诱导。作者们绘制了细胞过渡到衰老状态后超级增强子以及与这些超级增强子相关的转录激活基因，从中作者们找到了p21这个被调控的基因位点。p21是一个传统的细胞周期抑制因子，在筛选中发现该基因位点引发了作者们的兴趣， 这可能暗示了p21在衰老细胞中还具有其他的功能。为此，作者们在细胞中敲降了p21，发现衰老相关的基因表达中有三分之一是p21依赖的，因此作者们将这种表型称为p21激活的分泌表型（p21-activated secretory phenotype，PASP）。在受到影响的因子中，作者们将目光集中在Rb（Retinoblastoma protein）蛋白之上，因为在p21敲降后Rb在衰老细胞中缺失并且会降低衰老相关分泌表型的减弱。因此，p21是通过降低Rb的磷酸化对SASP产生影响。为了进一步地探究p21介导的Rb低磷酸化水平是如何激活衰老相关分泌表型基因的，作者们对调控不同衰老相关进转录因子以及不同衰老条件所产生的RNA-seq数据进行分析。作者们发现Rb会促进衰老细胞中这些关键转录因子的转录活性，从而建立起p21依赖的衰老相关分泌表型的产生。另外，作者们还发现p21所控制的转录程序是响应应激胁迫的第一道关，会在细胞周期阻滞的情况下开启机体的免疫监控。但是p21的这种免疫监控是如何开启的呢？作者们对衰老相关的分泌表型因子进行分析，发现小鼠胚胎成纤维细胞来源的p21依赖的分泌因子中包括Cxcl14，这是CXC家族趋化因子之一，会作为多种免疫细胞化学引诱剂发挥作用【1】。为了验证p21是否是由CXCL14开启机体的免疫监控的，作者们在实验系统中加入了CXCL14中和抗体，发现在加入后巨噬细胞被引诱后迁移的现象会消失。为了进一步在体内的系统证明这一观点，作者们对构建了标记的p21小鼠品系，p21过表达后肝脏细胞会出现显著的衰老特征，比如laminB1缺失以及HMGB1的核挤出等。但是随着时间的流逝，p21过表达的肝脏细胞数量显著降低，说明这些衰老的细胞会被清除。而再加入中和抗体后，衰老细胞的清除现象就会消失。那么p21所介导的衰老分泌表型因子的是否是特异的呢？为此作者们构建了p16以及p27的过表达品系。p16与p21相比是一个更为特异的细胞周期依赖性激酶抑制因子，只靶向G1-CDK。作者们发现p16也会出现显著的细胞周期抑制，但是并不能促进巨噬细胞的迁移。同样的，p27会作为在细胞终末分化的细胞周期发挥作用，而不似p21。因此，细胞周期阻滞与免疫监控是p21而非其他细胞周期依赖性抑制因子的特征。通过癌变诱导的应激胁迫，作者们证明了在癌基因诱发的应激胁迫中p21所介导的免疫监控作用也会发挥功效，从而作为应对胁迫的第一道防线保护机体的健康和稳态。但应激诱导的致癌点突变是不可修复的，但细胞一般来说遇到的很多应激胁迫都是短暂的或者是可以修复的。那么p21依赖的衰老分泌表型是否可以对可逆的应激胁迫进行响应呢？作者们构建了慢病毒载体的p21小鼠品系，在阿霉素（Dox）作用的情况下会产生符合p21过表达的表型，而在去除阿霉素后p21的水平会逐渐恢复正常，作者们发现p21恢复正常水平后，p21依赖的衰老分泌表型缓解下来，巨噬细胞会从应激胁迫的上释放，细胞的免疫监控状态停止。总的来说，该工作鉴定发现了经典的细胞周期蛋白依赖性激酶p21在应激状态下作用“侦察兵”发挥免疫监控作用（图1），通过促进细胞释放趋化因子CXCL14等招募巨噬细胞，清除机体中危险的存在，同时又具有生物内在“计时器”功能，在应激胁迫撤出的情况下促进衰老分泌表型的缓解，从而解除多细胞内的警报，促使机体恢复正常状况。同期刊发观点文章对该文章进行介绍题为Clearing stressed cells，介绍了该工作中鉴定发现p21不仅对于衰老细胞的周期阻滞有关，还会早期阶段对受到胁迫的细胞进行免疫监控，清除受到胁迫的细胞。在细胞对内在环境进行修复，促使p21恢复正常水平后，可以使得巨噬细胞解离。但是应激胁迫造成的威胁超过细胞的修复能力后，细胞依赖于p21所释放的CXCL14等在内的趋化因子会招募巨噬细胞，巨噬细胞激活后招募T细胞，从而维护多细胞内环境的稳态。原文链接：https://doi.org/10.1126/science.abb3420