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屠鵬飛、姜勇團隊創建精准單細胞微流控技術用于TRP通道調節劑的高效發現

   

爲了有效解決中藥藥效成分的高效發現及其分子機制研究問題,我院天然药物及仿生药物国家重點實驗室屠鵬飛、姜勇教授團隊與青島大學藥學院王克威教授團隊合作開發了一項精准單細胞微流控技術,用于瞬時受體電位(Transient Receptor Potential, TRP)通道調節劑的高效發現,相關研究成果以“A Precise Microfluidic Assay in Single-Cell Profile for Screening of Transient Receptor Potential Channel Modulators”(精准單細胞微流控篩選TRP離子通道調節劑)爲題發表在國際著名SCI期刊Advanced ScienceIF=15.804)上,並被選爲封底文章。

TRP通道是細胞膜上重要的陽離子通道蛋白超家族,是治療疼痛的新型藥物靶點之一。由于現有的TRP通道調節劑低效、特異性差,從中藥、天然藥物中尋找新型的TRP通道調節劑成爲藥物研發領域的一大熱點。然而,傳統的離子通道類藥物篩選方法(FlexStation 3鈣熒光和膜片鉗)存在樣品消耗量大、效率低、預測性差(假陽性/假陰性率高)、技術門檻高等問題。因此,亟需建立新穎、精准的TRP通道調節劑的篩選方法。

 

屠鵬飛、姜勇教授团队开发的全新的精准单细胞微流控装置填补了这一空白。该装置通过优化微坑尺寸捕获单细胞,采用无泵被动阀技术实现微量、低剪切力的换液过程,与商品化FlexStation 3對比,該裝置具有微量、快速、結果重現性好且能實現多次加藥換液等優點。利用該技術裝置,結合中醫藥在抗炎鎮痛治療方面的悠久曆史和團隊的前期積累,對近200個中藥成分對5TRP通道亞型的調控活性進行了高通量篩選,結果從傳統抗炎鎮痛中藥九裏香中發現了4個活性成分,將傳統鈣熒光FlexStation 3的假陽性/假陰性率從76.2%降低到4.8%;進一步體內模型證實香豆素類活性成分B304能够通过曳NTRPA1顯著減輕福爾馬林或AITC引起的小鼠疼痛反應,從而驗證了該篩選體系的可靠性。

相關研究結果不僅揭示了傳統藥用植物九裏香的藥效物質和作用靶點,並且通過TRP通道研究体系的创建,为抗炎镇痛中药药效物质的高效发现和作用机制研究提供了新的生物学体系;此外,开发的精准单细胞微流控技术平台是传统离子通道药物筛选方法的补充和升级,该装置及发现的活性化合物已申请两项中国发明專利。

该研究获得国家自然科学基金项目、国家重大新药创制专项等项目资助。老凤凰彩票屠鵬飛、姜勇教授和青岛大学药学院王克威教授为该论文的共同通讯作者,老凤凰彩票青年教师艾晓妮博士、博士生吴洋以及硕士生卢文博为该论文的第一作者。

原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202000111

 

天然药物及仿生药物国家重點實驗室   宋书香  供稿