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Alpha助力發(fā)現(xiàn)小分子化藥耐藥性

2019-12-25 09:59:27來源:珀金埃爾默關(guān)鍵詞:珀金埃爾默閱讀量:1990
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導(dǎo)讀:Alpha助力發(fā)現(xiàn)小分子化藥耐藥性大部分化療藥物如鉑類藥物等,都是通過破壞腫瘤細(xì)胞中的DNA來抑制細(xì)胞的生長,從而達(dá)到治療效果。

  【儀器網(wǎng) 珀金埃爾默】 Alpha助力發(fā)現(xiàn)小分子化藥耐藥性大部分化療藥物如鉑類藥物等,都是通過破壞腫瘤細(xì)胞中的DNA來抑制細(xì)胞的生長,從而達(dá)到治療效果。然而,“聰明”的腫瘤可以采用另一種替代性的DNA跨損傷合成(translesion synthesis,TLS)途徑來完成復(fù)制并獲得耐藥性。針對TLS的靶向化治療是非常有前景的開發(fā)方案。
 
  來自麻省理工學(xué)院和杜克大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)一種可阻斷TLS途徑的小分子化合物并發(fā)表在CELL上。同時,用這種化合物和順鉑聯(lián)合治療體外腫瘤細(xì)胞和荷瘤小鼠時,都有顯著的效果。
 
  這樣有臨床應(yīng)用潛力的明星分子是如何被發(fā)現(xiàn)的呢?
 
  在哺乳動物細(xì)胞中,TLS的發(fā)生包括兩個步驟,首先插入TLS DNA聚合酶,如POL kPOL i、POL h或REV1,在損傷處引入一個核苷酸;接下來是募集b族聚合酶復(fù)合物POL z (POL z4: REV3L/REV7/POLD2/POLD3)進(jìn)行3’端的延伸。而其中起主要作用的是約100個氨基酸的REV1 C-terminal domain (CTD),它可以招募插入TLS的其他聚合酶POL k、POL i和POL h,并通過與REV7的相互作用來招募POL z。
 
  基于此,作者首先分別構(gòu)建了His8-tagged REV7/3和FLAG-tagged POL k RIR-REV1 CTD表達(dá)系統(tǒng)并對融合蛋白進(jìn)行純化,然后基于ELISA方法對化合物庫中高達(dá)~10000種化合物進(jìn)行篩選,并將目標(biāo)鎖定了JH-RE-06。
 
  然后作者采用高靈敏定量AlphaScreen技術(shù),通過抗FLAG供體微珠、抗His受體微珠構(gòu)建勻相反應(yīng)體系,進(jìn)一步確定了化合物JH-RE-06對REV1-REV7的阻斷作用,并得出了其IC50值為0.78 mM。
 
  隨后,作者在分別在多種人類癌細(xì)胞和人類黑色素瘤小鼠模型上進(jìn)行了驗證,證實此化合物可以提高癌細(xì)胞對順鉑類化合物的敏感性和長期化療的有效性,并對其他以DNA為作用靶標(biāo)的類似藥物,都有同樣的類似效果。
 
  作者用清晰的思路論述了篩選和驗證化合物的過程,并進(jìn)一步討論了化合物耐藥性機制:JH-RE-06能與Rev1結(jié)合并生成二聚體,而一旦形成這樣的二聚體結(jié)構(gòu),則不能與Rev3 / Rev7 TLS DNA聚合酶結(jié)合,直接阻止了TLS的發(fā)生和癌細(xì)胞的快速復(fù)制,同時,也更進(jìn)一步制止了突變產(chǎn)生的可能性,避免了癌細(xì)胞獲得耐藥性。
 
  在整個實驗過程中,采用ALPHA技術(shù)對初篩得到的化合物JH-RE-06的功能驗證是非常重要的一步:
 
  ALPHA的方法采用單體氧作為能量擴(kuò)散的載體,其擴(kuò)散距離可以達(dá)到200nm,發(fā)光原理為化學(xué)反應(yīng)發(fā)光,具有背景干凈、信噪比高的特點,同樣適合于復(fù)雜樣品的檢測,如組織液、血清、組織裂解液等,步驟少、方法簡單、均相反應(yīng)、不需要洗滌,因此實驗結(jié)果質(zhì)量更高。同時推薦選擇具有HTS ALPHA檢測模塊的多功能酶標(biāo)儀進(jìn)行抗體的篩選,可以大大縮短檢測時間。
 
參考文獻(xiàn)
 
  Jessica L. Wojtaszek, Nimrat Chatterjee, et al. ;(2019).A Small Molecule Targeting Mutagenic Translesion Synthesis Improves Chemotherapy. Cell. 178, 1–8,June 27
 
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