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质谱技术在生物学上的应用

作者:香雪生命科学研究中心---刘秋萍

发布时间:2018-03-12

阅读:620

       自1912年第一台质谱仪雏形诞生以来,质谱技术已有100多年的发展历程。在这段期间,先后有13位从事质谱研究的学者荣获诺贝尔奖,充分反映了质谱技术对科学发展的重要贡献。那么,究竟什么是质谱技术?质谱技术能为我们提供哪些信息?简单来说,质谱技术属于一门计量学科,它测量带电离子的质荷比(m/z,mass-to-charge ratio,质量与电荷数的比值),从而得到所分析物质的分子量信息。

       在很长一段时间里,质谱技术主要用于测定和分析普通的有机分子,极少应用于生物分子(如多肽、蛋白质、核酸、寡糖等)。这主要是因为生物分子往往具有极性强、分子量大、热不稳定和难气化等性质,在其达到气化高温时就已经分解破坏。80年代以来,随着质谱技术的突破性发展,尤其是软电离离子化技术的发明与应用,质谱技术在生物领域里得到迅猛发展。所谓软电离离子化技术,主要是指基质辅助激光解吸电离(Matrix-assisted laser desorption/ionization, MALDI)和电喷雾电离(Electrospray ionization, ESI)。这两种软电离离子化技术,能使生物分子(如多肽、蛋白质、核酸、寡糖等)在不被破坏的情况下气化进入质谱检测。因为这两种技术在生物分子分析中的无可取代的作用,2002年诺贝尔化学奖授予日本的田中耕一和美国的芬恩(John Fenn),以表彰他们分别在MALDI和ESI技术方面做出的杰出贡献。

        软电离离子化技术使质谱学真正步入了生物领域,并逐渐形成了一个新的学科——生物质谱技术。近十年来,生物质谱技术发展神速,并已逐渐代替了传统的蛋白质分析方法,如Edman降解法、氨基酸分析方法等。目前生物质谱技术主要通过蛋白质鉴定、分子量测定、氨基酸序列测定、蛋白结构测定等方面广泛应用于生物制药、临床医学、蛋白质组学等领域。

        香雪生命科学研究中心目前拥有两套先进的液质联用系统,分别是Eksigent NanoLC与SCIEX Triple TOF 5600+联用、DIONEX NanoLC U3000与Thermo Q-Exactive Plus联用。这两套液质系统在TCR-T细胞治疗(T Cell Receptor T cell therapy)的研发过程中发挥着举足轻重的作用:肿瘤靶点的发现以及多肽、蛋白质质控。在肿瘤靶点的发现方面,我们已经发现了大量的文献报导过或未报导过的抗原肽,为TCR-T细胞治疗的研发提供了丰富的靶点;在多肽、蛋白质的质控方面,这两套液质系统如同研究者的眼睛,对样品进行细致而精准的分析,为TCR-T细胞治疗的研发提供了质量保障。我们深信,随着生物质谱技术的发展,它将会在生物制药、临床医学、蛋白质组学等各个领域大放异彩,造福人类。

       目前,T细胞治疗主要包括CAR-T细胞治疗(Chimeric Antigen Receptor, CAR T cell therapy)和TCR-T细胞治疗(T Cell Receptor T cell therapy)。CAR-T细胞治疗目前仅在治疗慢性和急性淋巴细胞白血病及多发性骨髓瘤的临床试验中被证实有显著疗效,对实体瘤的治疗还没有很好的效果,而且CAR-T细胞治疗常会带来像细胞因子风暴那样不易控制的不良反应。因此,人们急需一种比CAR-T细胞治疗更好的方法,不仅能对实体瘤有较好疗效,而且副反应小,这就是香雪生命科学研究中心正在研发的TCR-T细胞治疗。

       香雪生命科学研究中心正与多间三甲医院合作进行TCR-T细胞治疗临床研究,为癌症患者点燃新希望。目前,正在进行中的临床研究项目如下:

  1. 广州医科大学附属第一医院呼吸内科(呼吸疾病国家重点实验室)正在进行的非小细胞肺癌的TCR-T细胞治疗临床研究,适应症为非小细胞肺癌,招募患者正在进行中。

咨询电话:13416103608。

详情请见链接http://mp.weixin.qq.com/s/bOrNzMJ1Zxp8wVfAvL1MOg

  1. 南方医科大学珠江医院正在进行的晚期实体瘤TCR-T细胞治疗临床研究,适应症为各种实体瘤,包括鼻咽癌、卵巢癌、颅内胶质瘤等,招募患者正在进行中。

咨询电话:13416103608。

详情请见链接http://h5.eqxiu.com/s/SaQWaHnL?eqrcode=1&from=singlemessage

  1. 中山大学附属肿瘤医院将进行的骨与软组织肉瘤TCR-T细胞治疗临床研究,适应症为骨与软组织肉瘤。

如果您或您周围有人有意向参加上述的研究,请与医生联系咨询详细情况。

 

参考资料:

  1. 国外化学经典教材系列(影印版)Mass Spectrometry(2nd Edition). (德)格罗斯(Gross,J.H.)编著. 北京:科学出版社,2012
  2. Applied Electrospray Mass Spectrometry. Pramanik, Birendra N.; Ganguly, Ashit K.; Gross, Michael L .. CRC Press,2002-02-08
  3. Native Mass Spectrometry: What is in the Name? J. Am. Soc. Mass Spectrom. (2017) 28:5-13
  4. Structures of the cyanobacterial circadian oscillator frozen in a fully assembled state. Albert J. R. Heck. Science. (2017) 355(6330):1181-1184
  5. Engineered T cells: the promise and challenges of cancer immunotherapy. Fesnak AD, June CH, Levine BL. Nature Reviews Cancer. 2016 Aug 23;16(9):566-81. 
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