屠鵬飛、姜勇團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建精準(zhǔn)單細(xì)胞微流控技術(shù)用于TRP通道調(diào)節(jié)劑的高效發(fā)現(xiàn)
為了有效解決中藥藥效成分的高效發(fā)現(xiàn)及其分子機(jī)制研究問題，我院天然藥物及仿生藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室屠鵬飛、姜勇教授團(tuán)隊(duì)與青島大學(xué)藥學(xué)院王克威教授團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)了一項(xiàng)精準(zhǔn)單細(xì)胞微流控技術(shù)，用于瞬時(shí)受體電位（Transient Receptor Potential, TRP）通道調(diào)節(jié)劑的高效發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究成果以“A Precise Microfluidic Assay in Single-Cell Profile for Screening of Transient Receptor Potential Channel Modulators”（精準(zhǔn)單細(xì)胞微流控篩選TRP離子通道調(diào)節(jié)劑）為題發(fā)表在國(guó)際著名SCI期刊Advanced Science（IF=15.804）上，并被選為封底文章。
TRP通道是細(xì)胞膜上重要的陽(yáng)離子通道蛋白超家族，是治療疼痛的新型藥物靶點(diǎn)之一。由于現(xiàn)有的TRP通道調(diào)節(jié)劑低效、特異性差，從中藥、天然藥物中尋找新型的TRP通道調(diào)節(jié)劑成為藥物研發(fā)領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。然而，傳統(tǒng)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(yù)測(cè)性差（假陽(yáng)性/假陰性率高）、技術(shù)門檻高等問題。因此，亟需建立新穎、精準(zhǔn)的TRP通道調(diào)節(jié)劑的篩選方法。
屠鵬飛、姜勇教授團(tuán)隊(duì)開發(fā)的全新的精準(zhǔn)單細(xì)胞微流控裝置填補(bǔ)了這一空白。該裝置通過優(yōu)化微坑尺寸捕獲單細(xì)胞，采用無(wú)泵被動(dòng)閥技術(shù)實(shí)現(xiàn)微量、低剪切力的換液過程，與商品化FlexStation 3對(duì)比，該裝置具有微量、快速、結(jié)果重現(xiàn)性好且能實(shí)現(xiàn)多次加藥換液等優(yōu)點(diǎn)。利用該技術(shù)裝置，結(jié)合中醫(yī)藥在抗炎鎮(zhèn)痛治療方面的悠久歷史和團(tuán)隊(duì)的前期積累，對(duì)近200個(gè)中藥成分對(duì)5種TRP通道亞型的調(diào)控活性進(jìn)行了高通量篩選，結(jié)果從傳統(tǒng)抗炎鎮(zhèn)痛中藥九里香中發(fā)現(xiàn)了4個(gè)活性成分，將傳統(tǒng)鈣熒光FlexStation 3的假陽(yáng)性/假陰性率從76.2%降低到4.8%；進(jìn)一步體內(nèi)模型證實(shí)香豆素類活性成分B304能夠通過抑制TRPA1顯著減輕福爾馬林或AITC引起的小鼠疼痛反應(yīng)，從而驗(yàn)證了該篩選體系的可靠性。
相關(guān)研究結(jié)果不僅揭示了傳統(tǒng)藥用植物九里香的藥效物質(zhì)和作用靶點(diǎn)，并且通過TRP通道研究體系的創(chuàng)建，為抗炎鎮(zhèn)痛中藥藥效物質(zhì)的高效發(fā)現(xiàn)和作用機(jī)制研究提供了新的生物學(xué)體系；此外，開發(fā)的精準(zhǔn)單細(xì)胞微流控技術(shù)平臺(tái)是傳統(tǒng)離子通道藥物篩選方法的補(bǔ)充和升級(jí)，該裝置及發(fā)現(xiàn)的活性化合物已申請(qǐng)兩項(xiàng)中國(guó)發(fā)明專利。
該研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重大新藥創(chuàng)制專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。北京大學(xué)藥學(xué)院屠鵬飛、姜勇教授和青島大學(xué)藥學(xué)院王克威教授為該論文的共同通訊作者，北京大學(xué)藥學(xué)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。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202000111
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