预测动脉粥样硬化、骨质疏松症和癌症的个体疾病进展以及对药物的反应,是困难的。在一项新研究中,研究者向这一目标更迈近了一步—发展了一项新技术,可通过检测特定人群血液样本中组织蛋白酶(一种能降低那些加速疾病进程的酶类的蛋白质)的水平来达到预测目的。
这种特异患者的信息,也许有助于发展组织破坏性疾病的个性化治疗。“我们检测了收集的健康人血样中的组织蛋白酶,发现其数量上的巨大可变性,这可能暗示通用的组织蛋白酶抑制剂也许不适合于所有有那些情况的患者。”来自乔治亚理工学院和埃默里大学WallaceH. Coulter生物医学工程中心的助理教授Manu Platt这样说。
这项研究发表在2012年10月19日的《综合生物学》(IntegrativeBiology)。这项研究得到了美国国立卫生研究院、乔治亚肿瘤联盟、亚特兰大临床和转化医学研究所,还有埃默里/乔治亚理工学院再生工程和医学中心的支持。
Platt和研究生Keon-YoungPark收集了14名健康者的血液样本,在实验室里从样本中分离出单核细胞,然后使用一种特殊的分子来刺激这些细胞,使它们转化为巨噬细胞或破骨细胞。通过这项工作,研究者们再现了体内过程——单核细胞从坏死的组织获得这种刺激物(cues),离开血液,转化成巨噬细胞或破骨细胞,巨噬、破骨细胞促进了动脉粥样硬化、肿瘤和骨质疏松症的组织变化。
然后研究者使用从巨噬细胞或破骨细胞收集到的具有患者特异性的激酶标志物来建立模型,用于预测特异患者体内K、L、S、V四种组织蛋白酶的活性。
“激酶,是那些能从不同可溶性的细胞内物理结合物整合到一起、使产生特异性的细胞内反应的酶类。”Platt这样解释,Platt也是一名乔治亚肿瘤联盟的著名学者。“通过系统生物学的方法,把细胞分化刺激物cues和在激酶水平整合信号的回馈反应联系起来,我们能精确预测出相对高的组织蛋白酶活性,把呈现出更高的组织蛋白酶活性的供血者和其他人区分开来。”
来自90-95%的巨噬细胞、破骨细胞中的所有组织蛋白酶的可预测性,尽管此水平的源于血样的每一组织蛋白酶都被检测到。
Platt说,“我们的模型在简单抽血中达到了很高的可预测性,并且克服了从个体患者独特的遗传、生化背景中整合复杂、未知刺激物的困难。因此,我们对结果十分满意。”据Platt所说,下一步将会对这模型的可行性进行评估,看它能否检测到来自动脉粥样硬化、骨质疏松症和癌症个体的血样中组织蛋白酶的活性。
Platt 补充道,“我们的终极目标是创造一种个体化诊断实验,将个体的癌症或是其他组织坏死性疾病的侵袭性告知临床医生,这将帮助临床医生立即做出最佳的个性化治疗方案。”
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