淺談?dòng)嘘P(guān)藥物研究中蛋白質(zhì)組學(xué)的研究

淺談?dòng)嘘P(guān)藥物研究中蛋白質(zhì)組學(xué)的研究【摘要】作者針對藥物研究中蛋白質(zhì)組學(xué)做了一些理論和實(shí)踐的探討，包括蛋白質(zhì)組學(xué)研究近況，并對在藥物研究中的應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

【關(guān)鍵詞】藥物研究；蛋白質(zhì)組學(xué)

藥物研究是一個(gè)漫長的過程,基因組技術(shù)的發(fā)展對藥物研究起到了巨大的推動(dòng)作用,但如何加快藥物發(fā)現(xiàn)和藥物開發(fā)的速度,開發(fā)有效的藥物仍然是藥物研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。蛋白質(zhì)組學(xué)作為基因組時(shí)代或后基因組時(shí)代的核心部分,可以通過直接比較正常體與病變體、給藥前后蛋白質(zhì)圖譜的變化弄清疾病的發(fā)生發(fā)展,發(fā)現(xiàn)藥物蛋白靶點(diǎn)及藥物治療的分子機(jī)制,從而使快速發(fā)現(xiàn)更有效的藥物成為可能。

1蛋白質(zhì)組學(xué)研究近況

蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)概念：蛋白質(zhì)組這一概念是1995年由澳大利亞學(xué)者［1］最先提出來的,指的在一個(gè)特定的時(shí)間和空間內(nèi),一個(gè)基因組、一種細(xì)胞組織或一種生物體所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。對蛋白質(zhì)組相關(guān)問題的研究稱之為蛋白質(zhì)組學(xué),主要是在整體水平上研究細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的組成及其活動(dòng)規(guī)律。

蛋白質(zhì)組學(xué)相關(guān)技術(shù)：經(jīng)典的蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)主要包括四大方面:(1)蛋白質(zhì)的分離技術(shù);(2)蛋白質(zhì)鑒定技術(shù);(3)蛋白質(zhì)相互作用的研究技術(shù);(4)大量數(shù)據(jù)的分析技術(shù)。其中二維凝膠電泳和質(zhì)譜技術(shù)是蛋白分離純化鑒定的核心技術(shù)。近幾年隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展,出現(xiàn)了不少新的研究技術(shù)和研究思路,如固相化pH梯度膠條、二維差異凝膠電泳、多維色質(zhì)聯(lián)用、表面增強(qiáng)激光解析離子化-蛋白質(zhì)芯片系統(tǒng),表面等離子共振、同位素親和標(biāo)記等技術(shù)的發(fā)展,不僅優(yōu)化了普通二維電泳上樣量和檢測的極限,而且在自動(dòng)化、特異性和重復(fù)性上都有所突破。

2在藥物研究中的應(yīng)用

近年來,隨著蛋白質(zhì)組學(xué)的快速發(fā)展,蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在藥物研究領(lǐng)域有著越來越多的應(yīng)用,為高通量、特異性、快速的進(jìn)行藥物相關(guān)研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)：藥物靶點(diǎn)是指藥物在體內(nèi)的作用結(jié)合位點(diǎn),包括基因位點(diǎn)、受體、酶、離子通道、核酸等生物大分子。篩選與確定新的藥物作用靶點(diǎn)不僅為揭示藥物的作用機(jī)理提供了重要信息,而且對新藥的開發(fā)研制、建立篩選模型、發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物等也具有重要意義。

Weingarten等用二維電泳和生物質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù),對調(diào)節(jié)性T細(xì)胞進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)分析,尋找與其功能相關(guān)的蛋白靶點(diǎn),以期找到用于治療多發(fā)性硬化癥等免疫系統(tǒng)疾病的新藥物靶點(diǎn)。Hu等對法尼基轉(zhuǎn)移酶抑制劑的抗癌作用機(jī)制進(jìn)行了蛋白質(zhì)組學(xué)研究。他們對藥物作用前后的卵巢癌細(xì)胞總蛋白進(jìn)行了雙向電泳以及質(zhì)譜分析,發(fā)現(xiàn)熱休克蛋白70在藥物作用后表達(dá)上調(diào),然后利用熱休克蛋白抑制劑和酶聯(lián)免疫吸附分析進(jìn)行了后續(xù)研究,他們進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)熱休克蛋白70能夠?qū)Ψ峄D(zhuǎn)移酶導(dǎo)致的癌細(xì)胞凋亡起到保護(hù)作用,而熱休克蛋白70的抑制可能成為卵巢癌治療的新靶點(diǎn)［2］。

耐藥相關(guān)機(jī)制研究中的應(yīng)用：在癌癥、感染等疾病的治療中,抗腫瘤、抗菌以及抗病毒等藥物的耐藥問題已經(jīng)成為相關(guān)疾病難治療、易復(fù)發(fā)的主要原因之一。關(guān)于耐藥機(jī)制的探討已經(jīng)成為了抗菌藥物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。利用該技術(shù),研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種與耐藥相關(guān)的蛋白,如:磷酸丙糖異構(gòu)酶、HSP27、Sorcin等可能與胃癌多藥耐藥相關(guān);線粒體轉(zhuǎn)錄因子A、組蛋白H2B、組蛋白H4、核糖體蛋白L3等可能與結(jié)腸癌5-氟尿嘧啶耐藥相關(guān);Sigma調(diào)控因子RpoD和膜孔蛋白F可能與銅綠假單胞菌多重耐藥相關(guān)等。這些蛋白的鑒定為深入研究藥物耐藥性產(chǎn)生機(jī)制提供了線索,而且對進(jìn)一步篩選具有潛在價(jià)值的抗多重耐藥的藥物治療靶點(diǎn)具有參考價(jià)值。

臨床醫(yī)藥研究中的應(yīng)用：近年來,蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于臨床研究中。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)高通量、大規(guī)模的優(yōu)勢在臨床藥物研究中得以充分發(fā)揮。例如:根據(jù)不同病理過程中蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量的變化,篩選疾病特異性發(fā)生變化的蛋白質(zhì),把這些特異的與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)作為生物標(biāo)志物進(jìn)行疾病篩查和分期、分型;根據(jù)不同治療、用藥階段蛋白質(zhì)表達(dá)發(fā)生變化的情況,篩選病程、藥物作用相關(guān)的蛋白,利用這些蛋白標(biāo)志物進(jìn)行病程分析和用藥時(shí)機(jī)的選擇等;根據(jù)生物標(biāo)志物在不同疾病中的變化,從而辨別疾病的性質(zhì)和進(jìn)程,對預(yù)后進(jìn)行判斷等。Eberini等研究了佐劑關(guān)節(jié)炎大鼠模型服用非甾體類抗炎藥前后血清蛋白質(zhì)表達(dá)圖譜的變化,發(fā)現(xiàn)不同的藥物對血清蛋白質(zhì)表達(dá)水平的影響不同,而且血清蛋白表達(dá)水平的變化與炎癥參數(shù)如關(guān)節(jié)腫脹等平行。此研究表明,通過研究用藥前后蛋白質(zhì)譜的變化可以判斷藥物的療效,進(jìn)而為臨床選擇用藥及觀察療效提供有力依據(jù)。

3展望

蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用,交叉形成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),是各項(xiàng)生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。從先導(dǎo)化合物設(shè)計(jì)、靶點(diǎn)的尋找與確認(rèn),到藥物療效和毒性的評價(jià),最終到臨床個(gè)體化給藥的實(shí)現(xiàn),都是蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)揮其技術(shù)的舞臺(tái)。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)為新藥研發(fā)提供了新的思路,無疑將對藥物研究起到強(qiáng)大的推動(dòng)作用,將有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

［1］易紅,楊軼軒,陳主初,等.應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)篩選胃癌耐