藥學院屠鵬飛、姜勇團隊創建精準單細胞微流控技術用於TRP通道調節...

2020-12-13 北京大學新聞網

為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，近日，北京大學藥學院天然藥物及仿生藥物國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準單細胞微流控技術，用於瞬時受體電位（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」（精準單細胞微流控篩選TRP離子通道調節劑）為題發表在國際著名SCI期刊Advanced Science（IF=15.804）上，並被選為封底文章。

該研究獲得國家自然科學基金項目（項目編號：81402890, 81773864, 81973199, 81473106, and 81530097）、國家重大新藥創製專項(2018ZX09711001-008-003)等項目資助。屠鵬飛、姜勇和王克威為該論文的共同通訊作者，北京大學藥學院青年教師艾曉妮博士、博士生吳洋以及碩士生盧文博為該論文的第一作者。

屠鵬飛、姜勇團隊創建精準單細胞微流控技術用於TRP通道調節劑的高效發現

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。由於現有的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通道調節劑成為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鈣螢光和膜片鉗）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、精準的TRP通道調節劑的篩選方法。屠鵬飛、姜勇教授團隊開發的全新的精準單細胞微流控裝置填補了這一空白。該裝置通過優化微坑尺寸捕獲單細胞，採用無泵被動閥技術實現微量、低剪切力的換液過程，與商品化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歷史和課題組的前期積累，課題組對近200個中藥成分對5種TRP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裡香中發現了4個活性成分，將傳統鈣螢光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能夠通過抑制TRPA1顯著減輕福馬林或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裡香的藥效物質和作用靶點，並且通過TRP通道研究體系的創建，為抗炎鎮痛中藥藥效物質的高效發現和作用機制研究提供了新的生物學體系；此外，開發的精準單細胞微流控技術平臺是傳統離子通道藥物篩選方法的補充和升級，該裝置及發現的活性化合物已申請兩項中國發明專利。


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