蛋白质生物标志物的筛选

肿瘤、代谢病和心血管疾病等,尤其是肿瘤,是一个有很多因素参与的病理过程,只对其中的一种或几种蛋白进行检测,无法对疾病进行整个系统的研究。在生物标志物发现初期,应该对多种可能与疾病相关的蛋白或分子进行全面筛选。传统的单因子检测方法已不能满足科学工作者日益增多的筛选需求,而高通量检测工具可同时对多种蛋白或分析物进行检测,实现了高通量筛选和定量的目的,广泛应用于疾病标志物的早期筛查。

为什么使用高通量多因子检测技术?
● 单一样本量太少,或样本太珍贵,无法支持多个指标的检测时—节省样本
● 样本太多,想快速转化为具有临床意义的数据,不想没完没了的做实验时—省时省力
● 老板给的经费太少了,我该如何能用最少的钱得到最多的结果时—节约开支
● 指标太多了,哪一个跟我的实验表型最相关,需要筛选时—高通量筛选

我们提供多种高通量筛选工具:
1. 固相抗体芯片
2.Luminex®液相抗体芯片
3.Tocriscreen™小分子化合物库

 

1. 固相抗体芯片
Western Blot 一直是蛋白半定量检测的常用技术,然而 Western Blot 需要进行制胶、电泳、转膜、抗体孵育、显色和成像,操作过程复杂且需要进行条件优化,得到一次较好的实验结果耗时良久。R&D Systems 公司提供的 Proteome Profiler™固相芯片,能达到和 WB 相同的实验结果,但却无需繁琐的实验步骤,一次即可实现最多达百种以上蛋白检测,成为蛋白半定量的最佳筛选工具。

Proteome Profiler 这种基于膜的抗体芯片,包含针对高达 119 种分析物的捕获抗体,以双份的形式点在硝酸纤维素膜上。每块芯片都是为分析特定的蛋白家族或细胞过程而设计的。这些芯片所产生的数据范围广,可以发现意想不到的细胞反应,如信号通路之间的串扰或脱靶的药理作用。芯片也能避免耗时的凝胶电泳和膜转移步骤,而这些在 Western blot 中是必需的。此外,芯片不需要任何特殊设备,数据采集和分析与传统 WB 相同,也可用 LI-COR®检测系统。

特点
● 重要文献中引用次数近 700 次
● 可同时检测上百种分析物
● 比 Western blot 更简单,更灵敏
● 无需特殊实验设备
● 手工操作时间为 3 小时

检测原理

基于膜的抗体芯片的检测原理。利用固定在硝酸纤维素膜上的抗体来捕获细胞裂解液中的特定蛋白。利用生物素化的检测抗体混合物和链霉亲和素-HRP,或与 HRP 结合的泛磷酸化酪氨酸抗体来检测目标蛋白。通过化学发光来观察结合的分析物。

应用
(1)筛选乳腺癌磷酸化蛋白

T47D 细胞中激酶磷酸化的诱导和抑制。T47D 人乳腺癌细胞系未经处理,或用 100 ng/mL Recombinant Human EGF(货号 236-EG) 处理 15 分钟,或在 EGF 处理前用 MEK 抑制剂 PD 0325901(10 μM;Tocris;货号 4192)、PD 98059(20 μM;Tocris;货号 1213)、SL 327(10 μM;Tocris;货号 1969) 或 U0126(10 μM;Tocris;货号 1144) 预处理 2 小时。利用 Proteome Profiler Human Phospho-Kinase Array(货号 ARY003B) 确定蛋白磷酸化状态。膜在 X 射线胶片上曝光 (A),直方图是通过像素密度测定 (B) 产生的。

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文献

1.Hemant K. Bid, Ryan D. Roberts, et al. △Np63 Promotes Pediatric Neuroblastoma and Osteosarcoma by Regulating Tumor Angiogenesis. Cancer Res, 74(1) January 1, 2014

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2.Luminex 液相抗体芯片

ELISA 实验能够很好的对蛋白进行精确定量且操作简单,然而需要同时检测多个样本的多个因子时,ELISA 需要多次重复相同的步骤,不能很快的得到实验结果。Lumimex 液相芯片,以 ELISA 三明治夹心原理,利用微球和基于流式细胞仪原理的 Lumimex 仪器相结合的技术,采用 ELISA 板的形式实现多样本验证,在单孔中同时检测多个蛋白指标,进行精确定量。

Luminex 液相抗体芯片技术采用不同颜色编码的微球,包被相应的特异性抗体,在一个孔可同时检测多达 100 种分析物,利用 96 孔板作为反应板,实现高通量的蛋白精确定量。R&D Systems 公司有 15 年 Luminex 试剂盒的研发历史,具有丰富的免疫检测经验,采用与 ELISA 试剂盒质量一致的抗体对和缓冲液体系优化,在「金标准 ELISA」的基础上,提供最高标准和最优性能的 Luminex 多重检测试剂,对多个生物标志物进行定量和筛选。

特点

灵活:根据客户需求,可同时检测多达 100 种指标物
性价比高:相比于单因子检测,成本更低
选择性多:可检测 的指标种类数不断增加,部分因子是 RD&Sysems 公司独有
实验操作简单:整个实验流程在 3~3.5 小时内完成
同时检测多个指标所需的样本量极少(<50 μL

实验原理


Fig. 1 Luminex 液相抗体芯片实验原理
将能识别不同目标分析物的微珠混合后与待检样本孵育,微珠捕获到分析物后,经由多个生物素标记的特异性检测抗体混合物识别,再与链霉亲和素-PE 荧光素结合后进行检测。

 

应用

(1)不同乳腺癌细胞系分泌细胞因子谱分析


乳腺癌细胞系分泌因子表达谱。MCF-7, MDA-MB-231, SK-BR-3, T47D 和 ZR-75-1 乳腺癌细胞系培养后收集细胞上清,利用 99 因子的 Luminex Assay 进行检测。其中,68 个因子浓度较低检测不到。表中 31 因子数值单位为 pg/mL。标准曲线按照 1:3 梯度稀释,范围从 1:1-1:243。

(2)检测充血性心力衰竭病人血清生物标志物

在充血性心力衰竭疾病患者体内,进一步优化生物标志物组合,检测其中 6 种指标。选取充血性心力衰竭病人 10 个,健康人 20 个,利用 Luminex High Performance Human Cardiac Panel A (货号 LUCA000) 检测 TNF RII/TNFRSF1B、ST2/IL-1 R4、CD40 Ligand、FailureProprotein Convertase 9/PCSK9、GDF-15 和 PAPP-A,其中 PAPP-A 在所有样本中浓度低于最低检测限。

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文献

1.Anaïs Levescot, Stéphane Flamant, et al. BCR-ABL–Induced Deregulation of the IL-33/ST2 Pathway in CD34(+) Progenitors from Chronic Myeloid Leukemia Patients.Cancer research. 2014 May 15; 74: 2669.

2.Myers, N., Chantratita, N., et al. The role of NOD2 in murine and human melioidosis. J Immunol. 2014 Jan 1; 192(1): 300-7.

3.Dubsky, M., Jirkovska, A., et al. Role of serum levels of angiogenic cytokines in assessment of angiogenesis after stem cell therapy of diabetic patients with critical limb ischemia. Cell Transplant. 2014; 23(12): 1517-23.

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3.Tocriscreen™ 小分子化合物库

Tocriscreen collections 是独特的小分子库,适用于基于化学遗传学、化学生物学的筛选、受体脱孤化、靶点验证或药物再分析。由 Tocris 目录中精选的生物活性化合物所组成,Tocriscreen collections 全面覆盖了生物化学和细胞筛选检测中最重要的靶点。它们可用于高通量和高内涵筛选,为现代药物开发提供了一个不可或缺的起点。这些库中的小分子预溶解在 DMSO 中,包含了针对 GPCR、激酶、离子通道、核受体、转运蛋白和干细胞生物学的化合物。许多化合物无法从别的途径获得。

特点

● 所有化合物都具有生物活性
● 可提供完整的化学和生物学数据
● 许多化合物都是 Tocris 独有的
● 非同一般的纯度
● 保证化合物的再次供应

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