MSB | 囊性纤维化（CF）细胞效应与相关靶点筛选

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使用最新开发的MaMTH-HTS（哺乳动物膜双杂交高通量筛选）技术的更新版本，该技术允许直接在活体人类细胞中检测膜相关因子，科学家们已经发现了数百种新的蛋白质，它们可以帮助人们更好地理解囊性纤维化（CF）的细胞效应，并帮助确定精准医学治疗的新药物靶点。

Igor Stagljar博士是多伦多大学Donnelly细胞和生物分子研究中心教授、MaMTH 技术专利的共同发明人，也是该论文的资深作者。“通过更全面地了解CFTR蛋白相互作用网络，我们可以确定新的药物靶点，从而实现更多针对患者的治疗。”Stagljar说。

该研究结果发表在《Molecular Systems Biology》杂志上的一篇专题文章中，标题为“CFTR interactome mapping using the mammalian membrane two-hybrid high-throughput screening system”。

氯化物和碳酸氢盐通道CFTR（囊性纤维化跨膜电导调节剂）的突变会导致肺部和其他器官中积聚过多粘液，这在CF中通常是致命的——这是白种人中最常见的致命疾病。

“CFTR是一个具有12个跨膜结构域的通道，研究其相互作用的伙伴极其困难。我们在MaMTH HTS的新版本中测试了CFTR，以确定所有与CFTR相关的蛋白质。”Staglijar说，“我们确定了400多种与健康或突变CFTR相关的蛋白质，并表明其中一些可以预测患者症状和治疗反应的变异性。”

最新的MaMTH HTS是Stagljar团队于2014年在《Nature Methods》杂志上发表的一项技术的高通量版本，允许他们比母版筛选更多的膜蛋白。

“早期的设计是基于阵列的，我们一次只能筛选大约200种蛋白质。”Stagljar说，“通过这项新技术，我们引入了几项改变，使我们能够以一种非常简单和方便的方式，以汇集的方式同时筛选数千种感兴趣的膜蛋白。”

研究小组在这项研究中发现的一种CFTR相关蛋白是纤维蛋白原样2（FGL2），一种被认为在肝炎、肝病和免疫中起作用的蛋白质。为了从功能上验证这一候选者，研究人员展示了在源自患者肠道组织的体外3D类器官中敲除FGL2，增加了完全糖基化的CFTR的数量，表明CFTR处理的改进。

“我们认为纤维蛋白原样2蛋白是治疗囊性纤维化的一个有价值的药物靶点，我们现在正在与我们的合作者合作，以验证在这项研究和全基因组关联研究中发现的其他蛋白质。”Stagljar说。

CF影响着全世界90000多人，当基因的两个拷贝都发生突变（隐性遗传）时就会发生。尽管针对近2000种已知的CFTR突变进行了量身定制的CF治疗，但即使在具有相同突变的患者之间，患者的反应也存在很大差异。长期以来，研究人员一直怀疑治疗反应的差异取决于基因修饰剂和环境因素。当前研究中对CFTR相互作用蛋白的鉴定将有助于确定这些修饰物。

“这项研究代表了蛋白质组学和囊性纤维化方面的突破，但如果没有我们的众多合作者，这将是不可能的。”Stagljar说，“我们开发了这项技术，但我们不是囊性纤维化、生理学和其他领域的专家，所以我们与最优秀的团队合作，他们做到了——这就是当今科学的运作方式。”

除了FGL2，Stagljar的团队还在研究其他CFTR目标。Stagljar说，“我们有几种溶质载体（SLC）蛋白，我们正在进入临床试验。这项工作是与临床医生合作完成的，例如Tanja Gonska、Christine Bear、葡萄牙的Margarida Amaral以及病童医院的Lisa Strug。我们正在努力了解与CFTR相关的几种蛋白质的生物学和临床重要性。”

Stagljar团队长期以来一直对癌症信号的研究感兴趣，他们也致力于检测与癌症有关的蛋白质相互作用。该团队正在测试数百种具有药物重要性的蛋白质，例如受体酪氨酸激酶、小GTP酶、SLC蛋白和ABC转运蛋白。

此外，该团队正在对筛查平台进行进一步改进。Stagljar说：“大约一年后，我们应该会有一个更好的MaMTH-HTS副本，它给我们的背景信息要少得多，并允许我们每周进行更多的筛选，也许是数千个。”