屠鵬飛、姜勇團隊創(chuàng)建精準單細胞微流控技術用于TRP通道調(diào)節(jié)劑的高效發(fā)現(xiàn)
為了有效解決中藥藥效成分的高效發(fā)現(xiàn)及其分子機制研究問題，我院天然藥物及仿生藥物國家重點實驗室屠鵬飛、姜勇教授團隊與青島大學藥學院王克威教授團隊合作開發(fā)了一項精準單細胞微流控技術，用于瞬時受體電位（Transient Receptor Potential, TRP）通道調(diào)節(jié)劑的高效發(fā)現(xiàn)，相關研究成果以“A Precise Microfluidic Assay in Single-Cell Profile for Screening of Transient Receptor Potential Channel Modulators”（精準單細胞微流控篩選TRP離子通道調(diào)節(jié)劑）為題發(fā)表在國際著名SCI期刊Advanced Science（IF=15.804）上，并被選為封底文章。
TRP通道是細胞膜上重要的陽離子通道蛋白超家族，是治療疼痛的新型藥物靶點之一。由于現(xiàn)有的TRP通道調(diào)節(jié)劑低效、特異性差，從中藥、天然藥物中尋找新型的TRP通道調(diào)節(jié)劑成為藥物研發(fā)領域的一大熱點。然而，傳統(tǒng)的離子通道類藥物篩選方法（FlexStation 3鈣熒光和膜片鉗）存在樣品消耗量大、效率低、預測性差（假陽性/假陰性率高）、技術門檻高等問題。因此，亟需建立新穎、精準的TRP通道調(diào)節(jié)劑的篩選方法。
屠鵬飛、姜勇教授團隊開發(fā)的全新的精準單細胞微流控裝置填補了這一空白。該裝置通過優(yōu)化微坑尺寸捕獲單細胞，采用無泵被動閥技術實現(xiàn)微量、低剪切力的換液過程，與商品化FlexStation 3對比，該裝置具有微量、快速、結果重現(xiàn)性好且能實現(xiàn)多次加藥換液等優(yōu)點。利用該技術裝置，結合中醫(yī)藥在抗炎鎮(zhèn)痛治療方面的悠久歷史和團隊的前期積累，對近200個中藥成分對5種TRP通道亞型的調(diào)控活性進行了高通量篩選，結果從傳統(tǒng)抗炎鎮(zhèn)痛中藥九里香中發(fā)現(xiàn)了4個活性成分，將傳統(tǒng)鈣熒光FlexStation 3的假陽性/假陰性率從76.2%降低到4.8%；進一步體內(nèi)模型證實香豆素類活性成分B304能夠通過抑制TRPA1顯著減輕福爾馬林或AITC引起的小鼠疼痛反應，從而驗證了該篩選體系的可靠性。
相關研究結果不僅揭示了傳統(tǒng)藥用植物九里香的藥效物質和作用靶點，并且通過TRP通道研究體系的創(chuàng)建，為抗炎鎮(zhèn)痛中藥藥效物質的高效發(fā)現(xiàn)和作用機制研究提供了新的生物學體系；此外，開發(fā)的精準單細胞微流控技術平臺是傳統(tǒng)離子通道藥物篩選方法的補充和升級，該裝置及發(fā)現(xiàn)的活性化合物已申請兩項中國發(fā)明專利。
該研究獲得國家自然科學基金項目、國家重大新藥創(chuàng)制專項等項目資助。北京大學藥學院屠鵬飛、姜勇教授和青島大學藥學院王克威教授為該論文的共同通訊作者，北京大學藥學院青年教師艾曉妮博士、博士生吳洋以及碩士生盧文博為該論文的第一作者。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202000111
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