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在研究 G 蛋白偶联受体(GPCRs)与趋化因子白细胞介素 - 8(CXCL8)相互作用时,传统方法难以监测动态变化。研究人员开发实时细胞表面等离子共振(SPR)法,发现 Evasin-3 能抑制 CXCL8 与 GPCRs 的相互作用,为研究活细胞抑制效应提供新途径。
在生命的微观世界里,细胞之间的信号传递就像一场精密的交响乐,而 G 蛋白偶联受体(GPCRs)则是这场交响乐中重要的 “指挥家”。GPCRs 在细胞信号传导中起着基础性作用,参与众多生理过程。其中,趋化因子家族的白细胞介素 - 8(CXCL8 或 IL8)与 GPCRs 中的 CXC 趋化因子受体 1(CXCR1)和 CXC 趋化因子受体 2(CXCR2)的相互作用,更是在炎症反应、免疫细胞招募、血管生成以及癌症发展等关键生理和病理过程中扮演着举足轻重的角色。
然而,就像乐章中偶尔会出现不和谐的音符,CXCL8 的过度表达会引发一系列健康问题,比如心血管疾病、炎症以及癌症的恶化。因此,抑制 CXCL8 与其受体之间的相互作用,成为了治疗相关疾病极具前景的策略。
在寻找抑制 CXCL8 的 “秘密武器” 时,科学家们把目光投向了 Evasins 家族。这是一类从棕色犬蜱唾液中分离出来的富含半胱氨酸的趋化因子结合蛋白。其中,Evasin-3 对 CXCL8 具有高亲和力,而且它体积较小,便于化学合成,是潜在的 CXCL8 抑制剂。
以往,研究 CXCL8 与 CXCR1/2 的相互作用主要依赖终点法体外实验,但这些方法无法捕捉动态系统中的变化。在复杂的细胞环境里,细胞的形态和功能会在目标 - 配体相互作用过程中发生改变,进而产生不同的生理反应。为了更准确地探究 Evasin-3 在动态条件下对 CXCL8 与 CXCR1/2 相互作用的抑制效果,一种实时且无标记的技术迫在眉睫。
在此背景下,来自未知研究机构的研究人员开展了一项重要研究。他们利用多参数表面等离子共振(MP - SPR)技术研究 CXCL8 与 Evasin-3 的相互作用,并用质谱(MS)鉴定二者混合物中形成的复合物。此外,还开发了体外 SPR 细胞检测法,将人内皮 EA.hy926 细胞固定在 SPR 金传感器上,实时记录 CXCL8、Evasin-3 及其混合物刺激下的 SPR 响应信号。最终研究发现,Evasin-3 能有效抑制内皮细胞上 CXCL8 与 CXCR1/2 的相互作用。这一成果发表在《Analytica Chimica Acta》上,为研究活细胞中的抑制效应提供了有价值的、与生理相关的方法,为分析复杂分子相互作用开辟了新道路。
研究人员开展这项研究主要用到了以下关键技术方法:首先是多参数表面等离子共振(MP - SPR)技术,用于研究分子间的相互作用;其次是质谱(MS)技术,用来鉴定分子复合物;最后是体外 SPR 细胞检测法,通过将内皮细胞固定在金传感器上,实时监测细胞在不同刺激下的反应。
结果与讨论
为了探究基于细胞的 SPR 技术测量分子实体对细胞抑制效应的潜力,研究人员先研究了 CXCL8 与 Evasin-3 的相互作用。他们采用传统的 SPR 亲和力协议,将固定化的配体分子暴露于流动的分析物中,随后通过 MS 测量评估混合物中 CXCL8 - Evasin-3 复合物的形成情况。在 SPR 细胞检测实验中,分别使用 CXCL8、Evasin-3 以及二者的混合物对固定有内皮 EA.hy926 细胞的 SPR 金传感器进行刺激,并记录实时 SPR 响应信号。结果显示,Evasin-3 对内皮细胞上 CXCL8 与 GPCRs 的相互作用具有抑制作用。这表明基于细胞的 SPR 技术能够有效测量分子对细胞的抑制效应,为研究分子在细胞层面的作用机制提供了有力工具。
结论
表面等离子共振(SPR)在药物研发过程中分子相互作用的动力学和结合研究里,是关键工具;高分辨率质谱则能很好地证明大分子复合物的存在。本研究中,研究人员借助 SPR 技术,以细胞检测的形式实现了对药效的实时监测。这种基于细胞的 SPR 方法被用于研究 Evasin-3 对 CXCL8 与 GPCRs 相互作用的抑制效应,为研究活细胞中的分子相互作用提供了新视角,也为相关疾病的治疗研究提供了重要参考,有望推动针对 CXCL8 相关疾病治疗策略的进一步发展。