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1、 个体化医疗的现状与未来个体化医疗的现状与未来四四.蛋白质微阵列技术蛋白质微阵列技术吕林莉 M.D.,Ph.D.东南大学医学院The Major Techniques in Current ProteomicsTwo-dimensional electrophoresisIEF strip separation SDS-PAGE gel separation Mass SpectrometryProtein sequencing Peptide mappingOthersYeast two hybrid assayProtein microarray 传统蛋白质组研究方法传统蛋白质组研究方法二
2、维凝胶电泳、质谱技术二维凝胶电泳、质谱技术 -需要复杂的设备、样品的需求量大，需要复杂的设备、样品的需求量大，可重复性低，可重复性低，-在低丰度蛋白检测存在缺陷，且对在低丰度蛋白检测存在缺陷，且对蛋白水解为多肽不易控制，不利于可靠蛋白水解为多肽不易控制，不利于可靠的数据分析的数据分析 -不能用来作为蛋白质生物标记物的不能用来作为蛋白质生物标记物的验证验证Anderson L et al.J Phsiol 563(1):23-60,2005Protein MicroarraysTheoretical considerations macrospot-microspot Roger Ekins:a
3、mbient analyte theory Roger Ekins:ambient analyte theory Advantages of Advantages of MicroarrayMicroarrayHigh sensitivityMuch higher throughputMore flexibilityLess sample consumptionQuantitationDirect target detectionSmaller is better一种蛋白质的所有变异体一种蛋白质的所有变异体 一个蛋白质家族的所有成员一个蛋白质家族的所有成员一条信号通路中的所有蛋白质一条信号通路
4、中的所有蛋白质 一种组织、器官或有机体的所有蛋白质一种组织、器官或有机体的所有蛋白质 一个芯片上可以容纳一个芯片上可以容纳Different Kinds of Protein ArraysAntibody Array Antigen Array Ligand ArrayDetection by:SELDI MS,fluorescence,SPR,electrochemical,radioactivity,microcantelever抗体微阵列抗体微阵列(antibody microarray)将抗体作为捕获分子固定将抗体作为捕获分子固定于载体表面，通过抗原抗于载体表面，通过抗原抗体反应，实现
5、对样品中特体反应，实现对样品中特定蛋白质的平行性、高通定蛋白质的平行性、高通量检测。量检测。基于既往对疾病的理解，基于既往对疾病的理解，对疾病相关蛋白质进行高对疾病相关蛋白质进行高通量的靶向分析。通量的靶向分析。Haab BB.AACR 97th Annual Meeting April 1-5,2006ApplicationsnDiscover protein expression patterns for molecular classification of diseasesnScreen molecular targets for drug developmentnDistinguis
6、h molecular mechanisms of drug actionnDefine biomarkers for disease managementnMonitor cytokine profiles of biological samplesKey steps in antibody microarray designKey steps in antibody microarray design nthe capture molecules:chemically robust,high affinitynImmobolization:strong attachment,retenti
7、on of function nthe detection systems:sensitive,signal amplified,easy observed Attachment Methods:Attachment Methods:DiffusionDiffusionAbsorptionAbsorptionnitrocellulosenitrocelluloseCovalent CrosslinkingCovalent CrosslinkingReactive surfacesReactive surfacesAffinity AttachmentAffinity AttachmentAff
8、inity tagsAffinity tagsCapture molecules Source TechniqueCapture molecules Source TechniquemAb Mouse HybridomascFv/Fab diabodies Antibody libraries Phage display,in vitroAffibodies Microorganism Heterologous expressionAptamers Library SELEX/mRNA display,(DNA/RNA/peptide)Receptor ligands Synthetic Co
9、mbinatorial chemistryAffinity binding agents Recombinant In vitro evolutionCapture moleculesDetection国内生物芯片市场上海博星,上海生物芯片,北京博奥,陕西超英生物科技,西安联尔 2002年，国家药品和食品监督管理局批准了5种生物芯片，除江南生物的地中海贫血基因检测芯片外，其他4种都是蛋白芯片：多肿瘤标志物检测系统、丙型肝炎病毒分片段抗体检测试剂盒、幽门螺旋杆菌抗体检测系统、解脲脲原体、人乳头瘤病毒、沙眼衣原体抗体检测系统.幽门螺旋杆菌IgG抗体检测芯片LE-XA013-GCagA、UreC、V
10、acA解脲支原体、沙眼衣原体、淋球菌、人乳头瘤病毒IgG抗体检测芯片LE-XC014-GUU、HPV6、11、CT、NG呼吸道感染疾病IgG抗体检测芯片LE-XB013-GFLu、AdV、RSV呼吸道疾病IgM抗体检测芯片LE-XB024-MMP、FLu、AdV、RSV不孕不育IgG抗体检测芯片LE-XD014-GASAb、AEA、AOAb、AZP不孕不育IgM抗体检测芯片LE-XD024-MASAb、AEA、AOAb、AZP生殖道感染IgG抗体检测芯片LE-XC025-GUU、HPV6、11、CT、NG、HSVIITORCHIgM抗体检测芯片LE-XD035-GTox、RV、CMV、HSVI、HSVIITORCHIgG抗体检测芯片LE-XD045-MTox、RV、CMV、HSVI、HSVII宫颈病变IgG抗体检测芯片LE-XE015-GHPV16、18、HCMV、HSVII、CT、UU、东南大学吴健雄实验室东南大学吴健雄实验室哈佛大学蛋白质组学中心哈佛大学蛋白质组学中心