在生物医学的广阔领域中,神经退行性疾病无疑是最为复杂且引人关注的研究对象之一。这些疾病,如同隐秘于大脑深处的“无形杀手”,静静侵蚀着患者的神经细胞,导致一系列棘手的症状,从记忆障碍到运动功能受损,从认知能力下降到情绪波动,每一种症状都深深影响着患者及其家人的生活。当前,神经退行性疾病(NDDs)的主要类型包括阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症及亨廷顿病。这些疾病的共同特征在于错误折叠的蛋白质在神经细胞中的异常聚集,最终导致神经元的功能失落,甚至死亡。
在所有神经退行性疾病中,亨廷顿病因其单基因显性遗传的特性而显得尤为突出,作为此类疾病的“典型代表”,它独特的遗传特征及其毁灭性的病程使无数家庭陷入绝望之中。患者由于基因突变产生突变亨廷顿蛋白(mHtt),其N端的聚谷氨酰胺(polyQ)片段形成难以溶解的聚集体,导致不自主运动、认知障碍、精神行为问题以及体重持续下降,通常在确诊后患者只能存活15至20年,而目前尚无有效的治愈手段,现有药物仅能部分缓解症状。因此,早期诊断和精准测量mHtt蛋白成为延缓病情恶化的关键突破口。
传统的检测方法(如免疫组化和滤膜捕获)由于存在灵敏度低、操作复杂以及无法动态监测蛋白形态变化等局限,严重制约了疾病机制的研究和新药的开发。
蛋白质聚集及其动态变化
亨廷顿蛋白(mHtt)的可溶性单体与聚集性纤维在疾病进展过程中呈现出相互转化的关系:早期可溶性mHtt可能会具有毒性,以致于加重神经元的损伤,而聚集态mHtt虽形成包涵体,但其毒性作用仍存在争议。传统技术难以区分这两种形态,更无法在微量样本中同时定量分析,导致关键的病理机制长期未能得到解明。
创新的TR-FRET双重免疫分析方法
一种名为TR-FRET的技术基于荧光共振能量转移(FRET),通过标记抗体对来灵敏检测抗原。该方法利用稀土离子荧光团的供体与受体之间的能量转移,当供体和受体标记的抗体同时结合抗原时,便会产生特定的TR-FRET信号。这种技术具有超高灵敏度、特异性、快速以及可进行多重检测的潜力。
在抗体选择方面,研究利用了2B7和MW1抗体对,针对mHtt的N端表位。MW1特别识别扩展的polyQ序列,并在mHtt聚集时会被掩盖,导致TR-FRET信号的消失。而聚集性mHtt检测则采用4C9和MW8抗体对,这些抗体能够特异性识别mHtt的聚集物,即使在聚集物中也能找到多个结合位点,从而产生TR-FRET信号。这种设计有效解决了传统方法中表位遮蔽的问题,为蛋白动态监测提供了新的可能。
技术优势与应用前景
通过此技术,研究者们能够在5微升的样本中同时定量可溶性与聚集态mHtt,展现出超高灵敏度,精准识别低至300kDa的可溶性片段及950kDa的聚集态复合物,动态追踪可溶性mHtt减少与聚集态增加之间的负相关关系。
在亨廷顿小鼠模型中,研究发现小脑与海马的聚集速率低于纹状体,提示脑区特异性的病理差异,并且在睾丸等高增殖组织中,可溶性mHtt含量较高但无聚集,这挑战了“聚集即毒性”的传统观念,为开发针对可溶性mHtt或抑制聚集的治疗策略提供了关键性工具。
尊龙凯时的技术助力
TR-FRET技术的实施离不开高性能酶标仪的支持,其中尊龙凯时提供的SpectraMaxiD5具备多重功能,不仅支持荧光、发光和光吸收等基本检测功能,还支持共振能量转移技术,包括FRET、TR-FRET等。该仪器的多通道检测功能能够同步读取不同的荧光信号,避免交叉干扰,并且仅需微升级样本,有效降低实验成本,自动化的兼容性更能加速药物研发进程。
因此,尊龙凯时的技术不仅为解密退行性疾病提供了“钥匙”,更是推动精准医疗的有力工具。展望未来,TR-FRET技术或将成为阿尔茨海默症、帕金森病等蛋白聚集疾病研究的标准工具,不断照亮医学研究中的“黑暗角落”。