上半年CNS正刊40篇，這個(gè)技術(shù)要逆天！

近幾年來，引用生物層干涉技術(shù)（BLI）的CNS正刊數(shù)量（注意是正刊哦！）是噌噌噌的一路上漲。從2016-2018年三年52篇，到2019年的27篇，以及2020年的51篇，而就在剛剛過去的2021年上半年，發(fā)表數(shù)量就已經(jīng)突破了40篇！
在這些CNS文章中，有相當(dāng)一部分是應(yīng)用BLI技術(shù)開展病毒（主要為新冠病毒）相關(guān)研究，包括新冠疫苗、中和抗體以及病理機(jī)制等。這些精彩文章陳老濕在之前的微信中已經(jīng)介紹了很多，估計(jì)粉絲們也差不多要審美疲勞了。除去這類文章，其他有趣且好玩的酷文也不少（比如最近很熱的蛋白質(zhì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)），陳老濕就挑幾篇給大家嘮嘮。

➤ 新冠疫苗血小板減少和血栓形成機(jī)制研究
    麥克馬斯特大學(xué)【1】

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新冠疫苗的安全性仍是重中之重，牛津-阿斯利康新冠疫苗ChAdOx1產(chǎn)生的相關(guān)血小板減少癥和血管等不良事件導(dǎo)致一些國家限制其使用。該研究闡釋了部分新冠疫苗誘導(dǎo)的抗體可能會(huì)如何導(dǎo)致“疫苗誘導(dǎo)免疫血栓性血小板減少癥”（VITT）這一罕見癥狀。
 
腺病毒載體疫苗會(huì)引發(fā)血小板減少和血栓形成（VITT）。VITT 類似于肝素誘導(dǎo)的血小板減少癥（HIT），因?yàn)樗�與針對(duì)血小板因子4（PF4）的血小板激活抗體有關(guān)。加拿大頂尖學(xué)府McMaster大學(xué)在Nature發(fā)表文章，發(fā)現(xiàn)了VITT與針對(duì)血小板因子4（PF4）的抗體有關(guān)。研究人員應(yīng)用生物層干涉技術(shù)（Octet RED96），證明VITT誘導(dǎo)的PF4抗體對(duì)PF4和PF4/肝素復(fù)合物的結(jié)合能力比HIT誘導(dǎo)的抗體更強(qiáng)。VITT抗體在與PF4上的結(jié)合位點(diǎn)與肝素相同，使PF4四聚體聚集并形成免疫復(fù)合物，通過FcγRIIa結(jié)合產(chǎn)生Fc依賴性血小板活化。
  用鏈霉親和素傳感器固化PF4或者PF4/肝素，與VITT,HIT病人血清進(jìn)行檢測，圖A，C，E為固化PF4分別檢測各種血清樣品，圖B，D，F(xiàn)為固化PF4/肝素復(fù)合物分辨檢測跟中血清樣品。
AB為原始的結(jié)合解離圖，CD為各種病人的血清樣品檢測信號(hào)，EF為各種病人血清樣品的解離速率比較。

陳老濕曰
新冠疫苗的安全性問題事關(guān)所有人的健康安全。BLI技術(shù)的厲害之處就是能夠通過比較生物分子間的結(jié)合和解離速率，準(zhǔn)確且定量化分析相互作用過程中的差異變化，而傳統(tǒng)的ELISA技術(shù)是完全無法提供相關(guān)數(shù)據(jù)的。

 
 
➤ CAR-T治療實(shí)體瘤重大突破，只殺癌細(xì)胞，不傷健康細(xì)胞
    加州大學(xué)舊金山分�！�2】

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CAR-T已經(jīng)在治療血液腫瘤中體現(xiàn)了良好的療效，但在治療實(shí)體瘤方面還有待突破。其中一個(gè)關(guān)鍵瓶頸是如何區(qū)分正常組織少量表達(dá)的和腫瘤中高表達(dá)的腫瘤標(biāo)志物，以降低“誤殺”導(dǎo)致的副作用。
 
這篇Science文章的作者以HER2為靶點(diǎn)在CAR-T細(xì)胞上共表達(dá)了CAR(嵌合抗原受體)和低親和力的合成缺口(synNotch) 受體，synNotch與HER2結(jié)合可以激活高親和力的CAR的表達(dá)。這樣使得synNotch作為HER2密度濾器，只有HER2密度達(dá)到某個(gè)閾值才大量激活CAR的表達(dá),達(dá)到特異性殺傷腫瘤細(xì)胞的目的，此謂之“超靈敏激活（ultrasensitive）”。
 
為了構(gòu)建synNotch受體和CARs，研究者制作了一系列抗HER2單鏈抗體，親和度跨越100倍范圍(解離常數(shù)在2.0-200 nM之間)，并應(yīng)用Octet系統(tǒng)進(jìn)行快速且準(zhǔn)確的測定（圖D）。
  A：超靈敏激活（ultrasensitive）是T細(xì)胞活性與抗原呈現(xiàn)S曲線
B：synNotch可以激活CAR表達(dá)，作為抗原密度的過濾器
C：Octet RED384檢測，CAR的親和力為1.9nM，而synNotch親和力為210nM（用GST傳感器固化ScFv與HER2進(jìn)行結(jié)合解離）

陳老濕曰
Octet系統(tǒng)可以準(zhǔn)確區(qū)分不同樣品間很小的親和力差別。特別是樣品量較多的情況下，Octet系統(tǒng)快速準(zhǔn)確的特點(diǎn)可以發(fā)揮的淋漓盡致。
 
 
 
➤ 體外蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)
    華盛頓大學(xué)（Nature【3】+ Science【4】）

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上周，陳老濕的朋友圈被一條內(nèi)容為“兩款新型AI系統(tǒng)精準(zhǔn)預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu)”的文章刷屏。這兩款A(yù)I系統(tǒng)，一個(gè)是DeepMild公司的AlphaFold2，另一個(gè)就是大神David Baker開發(fā)的RoseTTAFold軟件系統(tǒng)。
   
Baker教授的研究內(nèi)容陳老濕也寫過好幾期了，實(shí)在是牛的一塌糊涂。今年又是一篇Nature加一篇Science，妥妥的YYDS。
 
在Nature文章中，大神設(shè)計(jì)了一種能特異性識(shí)別靶點(diǎn)的高靈敏度生物傳感器，其本質(zhì)是一種人工設(shè)計(jì)的蛋白復(fù)合物，只需要把這個(gè)生物傳感器與樣品混合，就可以直接測試諸如病毒、抗體等物質(zhì)。
  左圖：HBV抗體識(shí)別生物傳感器由籠子蛋白和門閂蛋白組成lucCage，門閂蛋白上由激發(fā)熒光素酶的蛋白序列（黃色）和識(shí)別靶點(diǎn)的序列（粉色）。當(dāng)lucCage結(jié)合靶蛋白（anti-HBV抗體）時(shí)，門閂蛋白構(gòu)象變化，鑰匙蛋白（lucKey，橙色）與籠子蛋白結(jié)合，熒光素酶（灰色）同時(shí)被門閂蛋白激活，產(chǎn)生熒光。
中圖：設(shè)計(jì)的lucCage蛋白，帶有一個(gè)（lucCageHBV）或者兩個(gè)HBV抗體表位(lucCageHBVα)
右圖：Octet檢測兩種lucCage與HBV抗體的結(jié)合。發(fā)現(xiàn)帶有兩個(gè)表位的lucCage與靶點(diǎn)結(jié)合更強(qiáng)
 
在另一篇Science發(fā)表的文章中，Baker團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種抗體納米籠結(jié)構(gòu)，可以控制抗體的對(duì)稱性和多價(jià)性，從而掌握抗體與靶點(diǎn)的親和力�？贵w納米籠是由抗體和Fc結(jié)合蛋白多聚而成。
  左圖：通過控制Fc結(jié)合蛋白的多聚程度，來控制納米籠的結(jié)構(gòu)。紫色為抗體，灰色為Fc結(jié)合蛋白。
右圖：用鏈霉親和素傳感器固化生物素化的IgG1和Fc，與設(shè)計(jì)的Fc結(jié)合序列結(jié)合解離檢測動(dòng)力學(xué)參數(shù)（Octet RED96）

陳老濕曰
人工智能（AI）模擬雖然可以大大增加效率，并且預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性也越來越高，但最終蛋白實(shí)際的活性和功能還是要依靠分子互作分析系統(tǒng)等生物物理學(xué)手段進(jìn)行分析和驗(yàn)證。
 
 
   
-參考文獻(xiàn)-
【1】Antibody epitopes in vaccine-induced immune thrombotic thrombocytopenia
Angela Huynh, John G Kelton[…]Ishac Nazy
Nature , 1–7
【2】T cell circuits that sense antigen density with an ultrasensitive threshold. Science 371, 1166–1171 (2021)
【3】De novo design of modular and tunable protein biosensors. Nature 591 , 482–487
【4】Designed proteins assemble antibodies into modular nanocages. DOI: 10.1126/science.abd9994