新しい技術で薬の分析能力が向上し、より安全で効果的な薬ができるかもしれない New tech could boost ability to analyze drugs, making them safer and more effective
2023-02-01 バッファロー大学(UB)
◆生体機能、薬物効果、疾患の多くは組織で生じます。組織は、異なる種類の細胞が規則正しく繰り返し織り成す均質な存在であると考えられがちです。しかし、組織はむしろ都市に似ており、異なる地域間で高度に多様化し、ダイナミックな特徴をもっている。
◆現在の研究の大部分では見逃されている、空間的に分解された生体調節の情報が、難治性疾患への対応や新薬の発見・開発の鍵を握っていることを示唆する証拠が増えてきている。
◆MASP技術で組織全体の数千のタンパク質をマッピング:この技術により、初めて組織全体の何千ものタンパク質を優れた精度と正確さでマッピングすることが可能になりました。重要な技術革新のひとつは、最先端の3Dプリント技術を用いて製作された画期的なマイクロスカフォールド組織区画形成装置です。この方法では、1回の実験で組織全体にわたって多数のタンパク質を同時にマッピングすることが可能であり、これはこれまで実現されたことがなかったものです。研究チームは、健康なマウスの脳で5,000以上のタンパク質を高い精度でマッピングし、MASPパイプラインの応用を示しました。この中には、重要な脳内マーカー、制御因子、トランスポーターが含まれており、ほとんどのタンパク質が初めて全組織レベルでマッピングされた。
◆シグナル伝達ネットワーク、その他のパスウェイにおけるユニークなタンパク質マッピング:MASPのユニークな利点の1つは、さまざまなシグナル伝達ネットワークにおける多くの重要なタンパク質のマッピングを可能にすることであると研究者らは述べている。例えば、MASPはアルツハイマー病のシグナル伝達経路に関与するタンパク質の全組織分布図を作成した。この経路に含まれるほとんどのタンパク質について、その脳内タンパク質分布が観察されたのは今回が初めてであった。また、他の疾患や機能経路のキープレイヤーについても、初めてマッピングされたことが示されました。
<関連情報>
- https://www.buffalo.edu/news/releases/2023/02/002.html
- https://www.nature.com/articles/s41467-022-35367-2
マイクロスカフォールド支援空間プロテオミクス(MASP)による組織全体におけるタンパク質局在の詳細なマッピング In-depth mapping of protein localizations in whole tissue by micro-scaffold assisted spatial proteomics (MASP)
Min Ma,Shihan Huo,Ming Zhang,Shuo Qian,Xiaoyu Zhu,Jie Pu,Sailee Rasam,Chao Xue,Shichen Shen,Bo An,Jianmin Wang & Jun Qu
Nature Communications Published:14 December 2022
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-022-35367-2
Abstract
Accurate, in-depth mapping of proteins on whole-tissue levels provides comprehensive insights into the spatially-organized regulatory processes/networks in tissues, but is challenging. Here we describe a micro-scaffold assisted spatial proteomics (MASP) strategy, based on spatially-resolved micro-compartmentalization of tissue using a 3D-printed micro-scaffold, capable of mapping thousands of proteins across a whole-tissue slice with excellent quantitative accuracy/precision. The pipeline includes robust tissue micro-compartmentalization with precisely-preserved spatial information, reproducible procurement and preparation of the micro-specimens, followed by sensitive LC-MS analysis and map generation by a MAsP app. The mapping accuracy was validated by comparing the MASP-generated maps of spiked-in peptides and brain-region-specific markers with known patterns, and by correlating the maps of the two protein components of the same heterodimer. The MASP was applied in mapping >5000 cerebral proteins in the mouse brain, encompassing numerous important brain markers, regulators, and transporters, where many of these proteins had not previously been mapped on the whole-tissue level.
