2022-08-05

Angew Chem | 蛋白-药物复合物在组织内的质谱检测和成像

原创 图灵基因 图灵基因 2022-08-05 09:11 发表于江苏

收录于合集#前沿分子生物学技术

英国伯明翰大学的科学家与阿斯利康合作开发了一种新技术，可以分析药物分子如何与组织样本中的蛋白质结合。该方法依赖于质谱分析，可以为药物的发现和开发提供一条改进的途径。

《Angewandte Chemie》中描述的新方法“Mass Spectrometry Detection and Imaging of a Non-Covalent Protein–Drug Complex in Tissue from Orally Dosed Rats”，使研究人员能够使用真实的组织样本来评估药物将与体内哪些蛋白质结合，从而评估药物对靶点的作用。能够查明药物和蛋白质之间的相互作用可以为指导药物发现提供有价值的见解。

“在这里，我们展示了通过质谱法直接从口服药物的大鼠肝组织中检测到完整的蛋白质-药物复合物。蛋白质-药物复合物包含脂肪酸结合蛋白1，FABP1，与小分子治疗性苯扎贝特非共价结合。”研究人员写道。

“此外，我们通过靶向质谱成像展示了[FABP1+苯扎贝特]复合物在肝脏薄切片上的空间映射。这项工作首次展示了对体内形成的非共价蛋白质-药物复合物进行原位质谱分析，并通过提供直接从生理环境中进行靶向药物表征的途径，对早期药物发现产生影响。”

“通常在药物发现的早期阶段，测量是在生理环境之外进行的，因此当研究人员开始在组织中测试药物时，他们可能会失败，因为它们会发生意想不到的相互作用。”首席研究员Helen Cooper博士说，“然而，在早期阶段确定药物与蛋白质的相互作用是极其困难的。对蛋白质进行质谱分析常常被比作让大象飞翔。”

“我们所做的是给大象添加一个未固定的帽子——药物分子——并测量整个过程。这很令人兴奋，因为它开启了追踪药物通过身体的途径的可能性。通过识别它与哪些蛋白质相互作用，科学家将能够在早期预测它是否会产生预期的治疗效果。”

在这项研究中，研究人员使用了从服用苯扎贝特的大鼠肝脏中提取的组织，苯扎贝特是一种常用于治疗高胆固醇的药物。他们在组织的薄切片上使用质谱法来检测药物分子和它附着形成复合物的特定脂肪酸结合蛋白。

科学家们还能够测量肝脏中这种复合物随时间变化的数量，以及它如何在组织中扩散。

据阿斯利康负责人、影像科学高级总监Richard Goodwin博士称，“提供这种创新科学的关键是学术领导者和行业合作伙伴之间的持续合作。这项研究建立在阿斯利康和伯明翰大学之间的长期合作基础之上，并举例说明了当我们结合互补技能来解决重大未满足的需求时可以做些什么。这项研究将继续支持药物发现，并帮助加速我们为患者带来新药。”

该研究的下一步将包括提高该技术的敏感性，并将其推广到其他类型的药物化合物。展望未来，该团队希望该技术可以被开发用于人体组织活检。这将有助于更好地理解为什么药物在不同患者中的作用不同。