医学专题–多组学在药物治疗靶点筛选中的研究思路

研究背景

药物靶点（drug target）：是指药物在体内的作用结合位点，包括基因位点、受体、酶、离子通路、核酸等生物大分子，靶向药物从单靶点药物到多靶点药物都在不断进行临床探索。小分子多靶点药物因其多靶向性、高效率性和安全性等优点，已成为近些年临床研究青睐的对象。自21世纪以来，基于靶点的药物发现模式逐渐取代了传统的基于药物化学结构的发现模式，成为现代创新药物研发的主流模式。

通过多组学大数据整合分析，可以加速药物研究，可广泛地应用与病人的指导用药等领域。

研究思路

接下来，给大家分享几篇关于多组学技术在药物治疗靶点研究中的应用案例！！

案例一

文章主题：多组学方法发现了矽肺的潜在治疗靶点

发表期刊：Signal Transduction and Targeted Therapy

影响因子：39.3

使用技术：转录组、蛋白质组、磷酸化蛋白组

研究概述

矽肺是一种进行性和不可逆的疾病，其中保留的结晶二氧化硅导致持续的炎症、组织损伤和纤维化，最终导致呼吸衰竭和死亡，更加剧这一问题的是，没有治疗矽肺的药物。由于分子机制尚不清楚，治疗矽肺的药物开发仍然具有挑战性。因此，迫切需要明确矽肺进展的基本机制和靶点，然后探索抗矽肺药物。

本研究通过对矽肺小鼠模型的转录组、蛋白质组和磷酸化蛋白质组分析，证实了矽肺进展过程中转录、蛋白、激酶活性和信号通路水平的显著差异，强调了巨噬细胞激活、趋化、免疫细胞募集和慢性炎症等基本生物学过程的重要性。同时，也证实了福他替尼（靶向SYK）和吉非替尼（靶向 EGFR），这两种药物都有效地改善肺功能障碍，并抑制炎症和纤维化的进展

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案例二

文章主题：DIA蛋白组学和转录组学揭示急性髓系白血病治疗新靶标

发表期刊：Blood

影响因子：20.3

使用技术：转录组、DIA蛋白质组

研究概述

急性髓系白血病（AML）是造血干细胞恶性克隆性疾病，也是最常见的白血病类型之一，在儿童和成人中都有发生。发病原因是基因突变或表观遗传学变化导致髓系造血干细胞分化受阻，从而产生大量未成熟的髓系细胞。急性髓系白血病具有很强的异质性，根据细胞形态学和分子突变特征，能分成数十种亚型，不同亚型的生物学特性差异很大。在AML的诊断、治疗以及判断预后的过程中，基因异常是一项重要指标。染色体易位 t(8;21) 是AML患者中最常见的细胞遗传学异常，重排后 AML1的DNA结合结构域与转录抑制因子ETO融合，导致AML1-ETO（AE）融合转录因子的表达，而AE进一步抑制正常AML1功能的转录活性，阻断其分化并促进自我更新。目前为止尚未找到针对白血病融合蛋白AE的药物靶点。

本研究通过蛋白组学技术深入解析AML1-ETO型白血病的发病机理，发现PLCG1蛋白表达显著变化。后续研究中发现在小鼠和人AML中PLCG1的基因失活抑制了AML1-ETO依赖的自我更新程序。这些结果表明PLCG1可作为AML1-ETO阳性白血病干细胞的一个重要治疗靶标。

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案例三

文章主题：多组学联合分析揭示AS-IV治疗缺血性脑损伤的机制及作用靶点

发表期刊：Food & Function

影响因子：6.317

使用技术：转录组、蛋白质组、代谢组

研究概述

中风已成为世界上最常见和最严重的三种疾病之一，它是由脑血液循环障碍引起的严重疾病，可导致高残疾率和高死亡率。中风的发病机制包括能量代谢紊乱、炎症过程、细胞凋亡等。黄芪是一种食药草药，主要成分黄芪甲苷IV（AS-IV），具有神经保护作用，但其机制及作用的靶点尚不清楚。

本研究使用了一个短暂性大脑中动脉闭塞（MCAO）大鼠模型，对受缺血影响的脑侧进行了多组学分析。通过转录组学和蛋白质组学分析，发现了396个差异表达靶点表达上调，114个差异表达靶点表达下调。代谢组学分析共鉴定出117种差异代谢物。最后，作者使用Cytoscape的Metscape插件发现了8个与化合物-反应-酶-基因网络对应的枢纽基因。之后，作者利用4D-PRM蛋白质组学进一步验证了这些靶点，发现有7个靶点存在显著差异。本研究揭示了AS-IV治疗缺血性脑损伤的机制及作用靶点。

研究思路