小分子、多肽、蛋白一网打尽，看Biacore在肾病药物研究中大显身手

2023年3月9日是第十八届“世界肾脏日”主题为“人人享有肾脏健康，未雨绸缪，支持弱势群体”。近年来慢性肾脏病已成为威胁人类健康的主要疾病之一，由于多数肾脏疾病早期没有特异的临床表现，慢性肾脏病又被称为”沉默的杀手”。而肾脏纤维化（renal fibrosis）是一种常见的病理生理途径，参与多种肾脏疾病的发展。

过往几年中，科研工作者对肾脏纤维化的研究逐步深入，发现了新的治疗靶点，并就此进行药物筛选和研发，今天小编选择了三篇近期国内科研工作者发表的文章，解读在该领域的研究中，用Biacore都解决了哪些问题？

2023年3月，中国药科大学，南京中医药大学等单位在Nature Communications上面发表题为“Neuraminidase 1 promotes renal fibrosis development in male mice”的文章，报道了神经氨酸酶1（neuraminidase 1，NEU1）在肾纤维化中的作用。研究认为NEU1与TGFβ I型受体ALK5的160-200aa区域结合，可以稳定ALK5，导致SMAD2/3激活，参与肾脏纤维化过程（图1）。

文章采用Biacore对NEU1与ALK5的结合，以及结合的具体位置进行了验证。将重组的NEU1蛋白固定在芯片上，ALK51-125aa, ALK5162-403aa, ALK5200-503aa分别作为分析物进样，结果显示仅ALK5162-403aa与NEU1蛋白有结合，亲和力为3.14 nM（图2a）。据此作者认为ALK5的160-200aa区域是与NEU1结合的关键位置（图2c）。

通过一系列的细胞及动物实验，研究人员确认NEU1在肾脏纤维化中的作用，并提出了以NEU1为靶点治疗肾脏疾病的潜在途径。采用SPR技术对74种药用植物的天然产物与NEU1的结合亲和力进行了筛选（图3a）。其中与NEU1的亲和力最强的是丹参中的活性成分丹酚酸B（salvianolic acid B），达到了21.57 nM（图3b）。随后研究人员在动物模型中比较了丹酚酸B与同样来自丹参的丹酚酸A的作用差异，同样剂量下，丹酚酸B明显表现出更好的缓解肾脏纤维化和肾脏损伤的效果，这与Biacore得到的两者与NEU1靶点的亲和力数据一致（图3）。

2022年，南方医科大学南方医院，广东工业大学，广州生物岛实验室等单位在Nature Communications上发表了题为“A Klotho-derived peptide protects against kidney fibrosis by targeting TGF-β signaling”的文章，发现一种Klotho蛋白衍生的多肽KP1可以通过靶向TGF-β信号传导保护肾脏纤维化，KP1通过结合TGF-β受体TβR2，抑制TGF-β下游信号通路的活化。

Biacore实验显示，多肽KP1与TβR2的亲和力达到1.41 μM（图4左），明显强于其他的Klotho蛋白衍生多肽KP12（KD=14.4μM，图4右）。后续的实验与Biacore的结果一致，高亲和力的KP1表现出明显的抑制肾脏纤维化的作用，能够有效保留肾脏功能，而KP12却没有表现出抑制TGF-β信号通路的效用。

2022年12月，复旦大学儿童医院，重庆医科大学第一附属医院等单位在Frontiers in Immunology发表题为“A novel fusion protein consisting of anti-ANGPTL3 antibody and interleukin-22 ameliorates diabetic nephropathy in mice”的文章，研究人员构建了一种新的融合蛋白，通过下调与肾脏损伤和功能障碍相关的信号通路，在糖尿病性肾病中显示出有效性。

该蛋白由IL-22与anti-ANGPTL3抗体的c端融合形成，文章通过Biacore验证了该融合蛋白的生物学活性（图5）。结果显示融合蛋白anti-ANGPTL3/IL22与anti-ANGPTL3抗体显示了相似的结合能力（图5C）。

后续实验证明融合蛋白anti-ANGPTL3/IL22在保留生物活性的基础上具有更好的稳定性，通过抑制NF-κB P65和NLLRP3炎症小体的表达来缓解肾脏纤维化，在糖尿病性肾病小鼠中表现出明显的保护效果。