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上海吉凯基因化学技术有限公司

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吉凯基因成立于2002年,是国内最大的疾病关键基因研究服务综合供应商。我们建立了国内最大的慢病毒文库,包含几乎覆盖人类所有基因的,近15万个独立克 隆;发现了数百个在特定肿瘤中发挥关键作用的候选靶标基因,并与遍及全国各地的300多家三级甲等医院中,包含11种肿瘤研究领域的2000名临床科学家保持 长期紧密的合作关系。自成立以来,我们承担并完成科技部、上海市科委各类肿瘤靶标筛选相关科研课题20多项;申请用于肿瘤诊断或治疗的发明专利60余项,其中80%为基因靶标专利,20%为技术专利。目前已经授权发明专利18项,是上海市的专利试点单位。
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耐药靶标筛选经典思路-代谢酶与药物耐受
发布时间:2015-09-07        浏览次数:430        返回列表

 在药物开发中,有不少药物,本身是没有毒性的。进入体内,细胞内代谢后,产物具有细胞毒性。此类药物开发的关键是,此药物的代谢酶需要在疾病发生的细胞中高表达。这样副作用才小。当然,如果只在疾病发生的细胞中表达,就更好了。比如肿瘤中,由于突变及染色体移位产生的新的酶,就是很好的药靶。“疾病研究用芯片还是测序”日志里面,撤稿的nature,其实就是发现了由于染色体移位产生的新酶,后续几个团队进行扩大样本量验证,目的并不是去证明是错误的,而是这个新酶是好的药靶,想验证下,看看发生的比例,看看研发新药物会有多大的市场。结果,大家都看到了。

今天要分享的文章是8月6日的nature,CDA directs metabolism of epigenetic nucleosides revealing a therapeutic window in cancer. Nature. 2015.

背景:细胞内DNA复制需要的核苷酸,除了自己重新合成外。吞噬进来的DNA进行降解后产生的核苷酸也是一条来源路径。但细胞内表观遗传学中,DNA甲基化是广泛存在的。甲基化的胞嘧啶(5mdC)是否可以重复利用呢。要是可以,那就麻烦了,会造成表观遗传的改变。所以5mdC会被代谢掉。

在先前的研究中已经发现5mdC在细胞内会被氧化成5hmdC和5fdC及5cadC。本文研究后者的进一步代谢。

在作者的一个实验中,把5hmdC加入19个人的细胞系中,其中HOP-92和MDA-MB-231出现了增殖抑制。5fdC在231中抑制作用强于HOP-92。其他细胞中两者没得区别。

作者就开始筛选工作了,分析了别人已经完成的gene expression profile数据。发现了1380个差异表达基因。

然后作者做了个事情,把nucleoside metabolism的基因list与差异基因取交集分析。结果发现了cytidine deaminase(CDA),胞嘧啶脱氨酶。

Tip:不知道大家看清楚没。这里作者做的,就是季博在耐药研究中说的,把耐药株和敏感株做表达谱芯片分析,把差异基因拿到。作者后面做的,就是季博经常说的,如果对某个方面感兴趣。就把这个方向的基因list拿出来,与芯片差异基因进行取交集分析。比如自噬呀,代谢呀等等。这篇文章就是核苷酸代谢(nucleoside metabolism)。不过要注意,如果有交集,把交集基因进行进一步研究。如果没有,不要纠结,赶紧把预定的方向改掉。科研,是要以实际数据为准的。

作者然后做了验证,做了22株细胞,结果发现在SN12C和Capan-2中,CDA表达量是最高的。并发现5hmdC和5fdC都可以抑制这两株细胞的增殖。

以上可以认为是课题研究思路中的第一步,相关性研究。CDA在SN12C和Capan-2中与药物敏感性相关。

下面就开始功能研究了 。在231和SN12C中采用RNA干扰把CDA敲减后,发现对5hmdC的敏感性减少了。(为啥没做Capan-2呢,奇怪。)

在H1299和MCF-7中过表达CDA,发现对5hmdC敏感了。相当于耐药研究中,耐药株中低表达的基因,做过表达,耐药下降,变敏感。

后面开始做机制了。研究了CDA与底物的亲和力分析,发现最高除了dC外,就是5fdC了。5hmdC和5fdC被CDA脱氨后,变成了5hmdU和5fdU。这两个被整合入DNA后,由于不是常规的核苷酸,对细胞产生了毒性。

已有研究表明CDA的高表达跟gemcitabine, cytosine arabinoside or 5-azacytidine这几个临床药物的耐药相关。由此作者提出,在耐药病人中,如果CDA高表达,可以以5hmdC和5fdC为药物来进行治疗。最后作者做了动物实验来验证这一想法。结果很漂亮。

Tips

1、耐药的机制之一,是药物的代谢。药物代谢酶高了,把药物代谢掉了,从而耐药。

2、可以从此代谢酶出发,寻找代谢后产物具有细胞毒性的底物。从而作为此类耐药病人的治疗药物。

3、一切破坏DNA稳定性的化合物,都有可能作为临床药物。不过,需要考虑副作用。

4、耐药研究,可以从耐药株和敏感株差异基因筛选开始。如果想与一些方向结合,比如自噬,代谢等等。可以把相关方向的基因list与差异基因list取交集后,进行进一步的药物敏感实验来验证。

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