文獻分享：2024年四季度ChemiScope系列化學發(fā)光成像系統(tǒng)應用摘要
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18年來，Clinx勤翔一直致力于為生命科學研究領(lǐng)域提供專業(yè)的數(shù)字成像系統(tǒng)及圖像分析解決方案。我們的產(chǎn)品作為生命科學研究的基礎(chǔ)工具，助力科研人員在生命科學探索之路上不斷取得新成果。 本次，我們摘選了2024年第四季度 Clinx 勤翔ChemiScope系列熒光及化學發(fā)光成像系統(tǒng)應用于相關(guān)研究領(lǐng)域的3篇文獻與大家分享。 |
在發(fā)現(xiàn)精神分裂癥發(fā)病機制和潛在治療靶點方面的應用
精神分裂癥是一種嚴重的神經(jīng)性精神疾病，但其產(chǎn)生機制尚不清楚。雖然抗精神病藥物對陽性癥狀有效，但由于陰性癥狀缺乏病理生理機制，因此陰性癥狀的治療受到限制。
近期，《Nature Communications》上刊登的一項研究論文提到，研究團隊確定突觸聚集蛋白-11（Syt11）是一個潛在的遺傳危險因素，多巴胺過度傳遞是精神分裂癥發(fā)展的一個機制。Syt11的表達在精神分裂癥患者中減少，但在使用抗精神病藥物治療后恢復。在青春期早期，多巴胺神經(jīng)元的Syt11缺陷，使得小鼠中多巴胺過度傳遞，導致持續(xù)的社交缺陷和其他類似精神分裂癥的行為。在精神分裂癥小鼠模型中，用臨床藥物局部干預表現(xiàn)出持久的治療效果。上述實驗中有用上海勤翔的ChemiScope 化學發(fā)光成像系統(tǒng)進行信號采集。
為了研究Syt11表達與精神分裂癥之間的潛在關(guān)聯(lián)，研究團隊分析了Syt11在三個人類腦組織數(shù)據(jù)庫（LIBD、CMC、HBCC）的轉(zhuǎn)錄情況。這些數(shù)據(jù)來自精神分裂癥患者（SCZ）和健康對照者（HC）死后大腦的背外側(cè)前額葉皮層（dlPFC）的mRNA轉(zhuǎn)錄譜。結(jié)果顯示，精神分裂癥患者Syt11的表達顯著減少（圖1a, b）。qPCR和Western blot分析進一步證實了這一發(fā)現(xiàn)，即在兩個獨立的病例對照樣本中，精神分裂癥患者血漿中Syt11的轉(zhuǎn)錄和蛋白表達均顯著降低（圖1c, d）。
圖1 多巴胺神經(jīng)元中Syt11缺失導致精神分裂癥樣行為
為了驗證Syt11表達與精神分裂癥之間的密切關(guān)系，我們接下來檢測了在抗精神病藥物治療前后，來自健康個體和精神分裂癥患者的血漿樣本中Syt11的表達。我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)奧氮平、氟哌啶醇或利培酮抗精神病藥物治療后，精神分裂癥患者血漿中Syt11表達下降得到恢復（圖1e）。與接受奧氮平或利培酮治療的患者相比，接受氟哌啶醇治療的患者的癥狀評分變化最大，這與接受氟哌啶醇治療的患者中Syt11表達量相對最高有關(guān)（圖1f, g）。相關(guān)分析顯示，精神分裂癥癥狀得分的總體變化和Syt11表達的變化呈正相關(guān)（圖1h），表明治療精神分裂癥患者的Syt11缺陷與抗精神病藥物的治療效果密切相關(guān)�？偟膩碚f，這些來自人類樣本和臨床治療的發(fā)現(xiàn)表明，Syt11缺乏與精神分裂癥之間的密切相關(guān)。
這些結(jié)果不僅確定了Syt11缺乏是精神分裂癥發(fā)病機制的潛在危險因素，而且還將血漿Syt11定義為精神分裂癥臨床診斷的生物標志物。
在四面體框架核酸抑制劑治療阿爾茲海默病方面的應用
細胞鐵死亡是一種由細胞內(nèi)鐵過度積累引起的非凋亡型程序性細胞死亡。鐵死亡是阿爾茨海默�。ˋD）發(fā)病機制的重要驅(qū)動因素。四面體框架核酸（tFNAs）是一種新型納米顆粒，具有抗凋亡能力和優(yōu)良的生物相容性。然而，tFNAs對AD患者體內(nèi)由Aβ（β-淀粉樣蛋白）介導的細胞鐵死亡、認知和突觸損傷的影響尚不清楚。
近期，《Journal of Nanobiotechnology》上刊登的一項研究論文提到，研究團隊用Aβ聯(lián)合/不聯(lián)合tFNAs處理N2a細胞，檢測了細胞活力和Fe2+、脂質(zhì)過氧化、MDA、LDH和GSH的水平。結(jié)果表明在Aβ聯(lián)合tFNAs處理的N2a細胞中，tFNAs促進細胞活力和GSH水平，降低Fe2+、脂質(zhì)過氧化、MDA和LDH水平。研究團隊用RNA測序技術(shù)檢測了鐵死亡相關(guān)基因，結(jié)果顯示tFNAs逆轉(zhuǎn)了Aβ對鐵死亡驅(qū)動因子Atf3基因的促進作用，以及對鐵死亡抑制因子Rrm2和Furin基因的抑制作用。
圖1 tFNAs的體外實驗
tFNAs的體外實驗顯示，tFNAs有效地保護N2a細胞免受Aβ誘導的細胞毒性，在250 nM時細胞活力顯著增加（圖1a）。在所有后續(xù)的細胞實驗中都使用了250 nM的tfna。此外，在暴露于Aβ的tfnas處理的N2a細胞中，LDH滲漏減少（圖1b）。tFNAs還顯著降低了脂質(zhì)過氧化作用，表現(xiàn)為氧化脂質(zhì)和MDA水平的降低（圖1c, d），并逆轉(zhuǎn)了Aβ誘導的Fe2+積累（圖1e）。GSH、GPX4對于消除ROS積累至關(guān)重要，實驗結(jié)果顯示tFNAs使GSH、GPX4和SLC7A11水平增加（圖1f, g）。綜上所述，tFNAs可以在體外減輕Aβ誘導的鐵死亡，可以作為AD治療的潛在方法。
圖2 tFNAs的體內(nèi)實驗
tFNAs在APP/ PS1小鼠體內(nèi)的實驗結(jié)果與體外一致，tFNAs處理降低了7個月大的APP/PS1小鼠的MDA水平和鐵積累，而增加了GSH水平（圖2a-c）。在APP/PS1小鼠中，GPX4和SLC7A11的蛋白水平顯著降低，但tFNAs恢復了他們應有的蛋白水平（圖2d）。同時鐵死亡驅(qū)動因子Atf3的蛋白水平上調(diào)，而鐵死亡抑制因子Rrm2和Furin的蛋白水平下調(diào)，經(jīng)tFNAs處理后，這些表達被顯著逆轉(zhuǎn)（圖2d）。上述結(jié)果表明，tFNAs可以改善APP/PS1小鼠的鐵死亡。
該項研究為tFNAs在包括AD在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病中的生物學機制和臨床應用提供了新見解。
在抑制CAR-T細胞耗竭和分化方面的應用
不管在血液腫瘤還是實體腫瘤中，CAR-T細胞的持久性不足均限制了CAR-T的治療效果，使得部分接受CAR-T治療的患者發(fā)生腫瘤復發(fā)。我們和其他人已經(jīng)證明，減少冗余 CAR信號是延長CAR-T細胞持久性的一種有效方法。由于引起MAPK信號通路異常激活的KRAS突變在人類腫瘤中的突變率達到了25%，所以MEK抑制劑是靶向治療的重要組成部分。加上MAPK信號對T細胞活化、分化和耗竭具有重要作用，故了解MEK抑制劑對 CAR-T細胞的影響對于回答如何聯(lián)用MEK抑制劑和CAR-T治療癌癥具有重要意義。
近期，《Signal Transduction and Targeted Therapy》上刊登的一項研究論文提到，研究團隊報告了一種通過MEK抑制劑來增強CAR-T細胞功效的策略。在CAR-T細胞制造過程中添加MEK抑制劑可以抑制強直信號驅(qū)動的CAR-T耗竭和終末分化，從而產(chǎn)生具有更強記憶和持久性的CAR-T細胞。這種效應獨立于CAR分子的scfv和共刺激結(jié)構(gòu)域。此外，抑制MAPK信號還可以減輕靶抗原觸發(fā)的CAR-T耗竭和終末分化。結(jié)果表明，MEK抑制劑和CAR-T細胞聯(lián)合應用是一種提高CAR-T持久性的有效方法，具有臨床轉(zhuǎn)化價值。未來研究團隊將開展MEK抑制劑與CAR-T細胞聯(lián)合應用的臨床試驗，以期改善CAR-T治療后患者的預后。上述實驗中有用上海勤翔的ChemiScope 系列化學發(fā)光成像系統(tǒng)進行信號采集與分析。
圖1 MEK抑制抑制由抗原非依賴性緊張性信號引起的CAR-T細胞的衰竭和分化
結(jié)果發(fā)現(xiàn)這3種MEK抑制劑都可以減少CAR-T細胞的終末分化，抑制耗竭和激活標志物的表達。其中，曲美替尼是最有效的，因為它可以在最低濃度下達到與考比替尼和比美替尼相當?shù)男Ч�。團隊選擇曲美替尼進行進一步研究。與7.5 nM和30 nM相比，在15 nM時，曲美替尼通過輕度抑制CAR-T細胞的擴張，同時有效抑制CAR-T細胞的活化、衰竭、凋亡、分化、CD8下降、ERK磷酸化，表現(xiàn)出最佳的效果（圖1）。
參考文獻
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