Biacore 递上一份年终总结,快来看看历经 30 年沉淀的 TA 表现如何

12 月 22, 2020

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时光荏苒,不平凡的 2020 即将步入尾声。在过去一年里,我们曾因新冠病毒而头疼,因运动健将科比·布莱恩特逝世而沮丧,但也曾为抗疫专家奔赴前线的坚毅而感动,为嫦娥五号探月之旅圆满落幕而喝彩。

2020 对于 Biacore 而言,也是意义非凡的一年。Biacore 于 1990 年问世,随着生命科学与生物制药行业的蓬勃发展而日益壮大,实用的 Biacore X100、灵敏的 Biacore S200、高效的 Biacore 8K+已成功助力众多领域的重大突破。2020 年以 Biacore 为代表的 SPR 技术正式收录于中国药典,作为分子互作检测「金标准」,Biacore 已广泛应用于基础科研与药物研发多个领域,累计发表文章数超五万篇,超过 80% 的上市抗体药在研发、申报与生产中都使用了 Biacore。

今年正值 Biacore 问世三十周年,现在让我们一起来回顾一下 Biacore 在 2020 年里发生的大事件吧!

Biacore:

多位2020诺贝尔奖获得者的选择

2020 年 10 月 5 日至 12 日,2020 诺贝尔奖 6 类奖项陆续揭晓,其中诺贝尔生理学或医学奖授予 Harvey J. Alter、Michael Houghton 和 Charles M. Rice,以表彰他们在发现丙型肝炎病毒(HCV)方面做出的贡献;而诺贝尔化学奖授予 Emmanuelle Charpentier 和 Jennifer A. Doudna,以表彰她们在基因组编辑方法(CRISPR-Cas9)开发领域的贡献。作为分子互作领域的「金标准」,Biacore 也同样受到了这些诺贝尔奖获得者的青睐,3 位获奖科学家在进行顶级科学研究时都选择了 Biacore,并先后发表了 4 篇文章。下面链接中的文章就详细介绍了这些获奖者的研究成果。

解锁病毒入侵机制

助力抗病毒药物开发

作为目前唯一被美、日、中三国药典收录并推荐用于亲和力与动力学表征、药物活性浓度定量等应用的非标记分子互作检测技术。Biacore已经广泛应用到药物开发的多个环节,截至目前已有上百款药物在研发、生产及申报中都大量使用Biacore。

2022年1月30日,罗氏制药双特异性抗体Vabysmo (faricimab-svoa), 在日本获批,成为首款FDA批准用于眼部的双特异性抗体;2022年5月13日,FDA批准了由礼来研发的双靶点受体激动剂Mounjaro(Tirzepatide)用于治疗II型糖尿病和肥胖;这些药物的上市都少不了Biacore活跃的身影。核酸药物被认为是继小分子药物、抗体之后的现代新药第三次浪潮,同样Biacore在小核酸药物浪潮中也发挥着举足轻重的作用。此外,Biacore也与科学家一起破解了二甲双胍的靶点谜题,与科研人员一道破译治疗乳腺癌的新型三特异性抗体、胃癌靶向药物、创新减肥药等创新课题的密码。

用数据说话

Biacore 从分子层面揭示新冠病毒(SARS-CoV-2)的传染性为何比 SARS 强,第一时间帮助抗疫专家及基础科研人员对 SARS-CoV-2 的毒力及防疫措施做出正确判断;

用效率说话
在很短的时间内,Biacore 助力科学家高效完成了 SARS-CoV-2 恢复期病人血清的中和抗体筛选、小分子抑制剂发现,协助新冠检测试剂盒、疫苗效价检测等抗疫工作;
用实力说话
Biacore 通过多种实验方案解决中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)/埃博拉病毒(Ebola)入侵分子机制、B 型流感病毒感染种间限制机制、禽流感病毒进化机制等科学难题。

除此之外,Biacore 在相关流感疫苗的研发与定量,在寨卡病毒、乙肝病毒、各种疱疹病毒等的基础研究与治疗性药物研发中都有大量应用,仅国内高校及科研机构发表的高分文章就有数百篇。

攻克恶疾,呵护健康

Biacore 义不容辞

2020 年 1 月,伦斯勒理工学院的王春雨教授团队围绕阿尔兹海默症(Alzheimer’s Disease,AD)的致病机理在《Angew. Chem. Int. Ed》发表了题为《3-O-Sulfation of Heparan Sulfate Enhances Tau Interaction and Cellular Uptake》的文章,首次揭示了 3-O-硫酸化(3-O-Sulfation)在 Tau 蛋白 (Tau) 与硫酸乙酰肝素(Heparan Sulfate,HS)相互作用及 Tau 的细胞内吞过程中的关键功能。在这篇文章里,科学家通过 Biacore 首次对 Tau 与 HS 的相互作用进行精确表征,给出二者间准确的亲和力数据并精确区分不同位点硫酸化修饰的功能差异,这一发现又让人类看到了治疗老年痴呆的希望。

2020 年 6 月,三生国健药业 (上海) 股份有限公司自主研发的注射用伊尼妥单抗(商品名:赛普汀®)正式获得国家药品监督管理局批准,可与化疗联合用于治疗 HER2 阳性转移性乳腺癌。作为我国首个获批的自主研发、Fc 段修饰和生产工艺优化的抗 HER2 单抗,伊尼妥单抗具有更强的 ADCC 效应,为中国 HER2 阳性转移性乳腺癌患者带来更多选择。而在伊尼妥单抗的研发与申报过程中,其药物与靶点的结合亲和力正是通过 Biacore 8K 来完成的。

在糖尿病治疗药物的筛选中,Biacore 同样能够帮助研究人员快速筛选到候选药物。来自暨南大学的研究人员针对 GLP-1R 靶点合成了一系列多肽类候选药物(PEP01-20),并借助 Biacore 8K 发现了与 GLP-1R 具有高亲和力(0.025 μM)的 PEP20,相关体内外实验也证实 PEP20 能显著促进胰岛素释放的活性和降低血糖水平,其长期给药效果与利拉鲁肽(Liraglutide)相当。

多肽、抗体药研发

Biacore 再创新高

北京大学来鲁华教授课题组针对肿瘤坏死因子 TNF-α 进行了多肽设计计算,然后将 TNF-α 固定在传感芯片表面并基于 Biacore 完成了多组多肽的结合活性测定,最终筛选到了 TBHa31 这一高亲和多肽。

华北理工大学附属医院借助 Biacore 技术完成了降糖多肽的筛选。作者设计了一系列的 12 肽 GLP-1 激动剂接到 OXM 上,最终基于 Biacore 结果筛选到了 PP11 为基础进行脂肪酸链修饰以延长半衰期,并取得了不错的临床效果。

Regeneron 公司在《Science Translational Medicine》发表封面文章,介绍了其 TSA/CD28 双特异性抗体。为避免常规 CD28 激活引起的全身毒性,作者选择了无 ADCC 活性的 IgG4 并进行了铰链区改造。该研发团队借助 Biacore 证实改造后的 IgG4s 与各 Fcγ 受体均无结合,这一发现与后期 ADCC 结果一致。

药物在体内会引起免疫应答,轻则中和药效,重则引起不良反应。免疫原性涉及药物的安全性和有效性,因此 FDA、EMA 等法规均将药物免疫原性列为强制性要求的检测项目。免疫原性包括抗药抗体 (ADA) 的筛选、验证、分型与中和活性检测,而强大的 Biacore 均能帮助客户完成以上检测内容。Amgen 公司的依特卡肽、赛诺菲公司的利西拉肽等上市多肽药物均基于 Biacore 完成了免疫原性数据申报,相关结果再次证实了 Biacore 抗药性抗体检出率高的优势。

TCR-T 细胞治疗

一样离不开 Biacore

TCR-T 疗法是指利用其表面经过修饰的 T 细胞受体(TCR)分子,精准靶向表达肿瘤特异性抗原的肿瘤细胞,最终下达杀伤指令,消灭癌细胞。英国 Immunocore 、Avidex、Adaptimmune 等公司在 TCR 表征分析与改造工作中均不约而同使用了 Biacore 对研究对象进行亲和力、特异性、结合活性监测。在 TCR 开发中,还可以利用 Biacore 直接检测 T 细胞与疾病多肽-MHC 复合体的结合,帮助研究人员判断 TCR-T 的识别情况。

Biacore 助力农残等

检测新方法开发,让食品更安全

浙江大学农药与环境毒理学研究所朱国念教授团队,基于 Biacore 生物传感技术开发出了快速检测三唑磷的新方法,详细结果已发表在《Science of the total Environment》杂志上。该方法能够将农残的检测下限降至 0.096 ng/ml(0.1 ppb),相较于现有的国标降低了近两个数量级。同时该方法仅需简单的样品前处理即可检测蔬菜、水果等农产品以及环境中三唑磷的残留量,并且检测结果与 GC-MS 的检测结果完全一致。
农业应用领域

Biacore 依旧大放光彩

国家杂交水稻工程技术研究中心袁隆平院士团队与南京农业大学万建民院士团队在《PNAS》杂志在线发表了水稻抗褐飞虱机制研究方面的最新应用,证实 OsMYB30 通过调控 OsPALs 的表达从而激活水稻对褐飞虱的抗性,该新途径的发现为水稻褐飞虱抗性的遗传改良提供了重要依据。而在整个研究中,Biacore T200 为该途径中 OsMYB30 与 OsPALs 启动子相互作用的发现与验证提供了核心数据!

西班牙巴塞罗那生物医学研究所和荷兰瓦赫宁根大学的科研团队合作在《CELL》杂志上发表了关于生长素响应因子 ARF 的最新研究成果,该研究利用 Biacore 与结构生物学检测方法发现 ARF 与启动子中的 AuxRE 区域结合,ARF 的同源二聚化对于二者的结合十分重要,并且空间距离对于二者的结合与否起到决定性的作用。Biacore 与结构生物学的结果相互验证,最终得到了生长素响应因子 ARF 与其启动子相互作用的结构基础。

华中农业大学张启发团队、清华大学娄智勇团队以及巴黎第十一大学 Zhou Dao-Xiu 团队合作,在《Plos Genntics》上发表了最新研究成果,该研究发现并验证了水稻组蛋白 H3K4 去甲基化酶 JMJ703,并详细阐明了 H3K4 去甲基化的作用机制。该研究利用 Biacore 发现去甲基化酶 JMJ703 特异性地结合 H3K4,并通过进一步的酶活实验证明了 JMJ703 是组蛋白 H3K4 去甲基化酶。

日本名古屋大学的科研团队在《Plant Cell》上报道了水稻赤霉素感知复合物形成的分子机制。本研究利用 Biacore 检测得到 SLR1 与 GID1 的动力学参数 (ka 与 kd),结果表明 SLR1 上的关键氨基酸 G576 突变降低 SLR1 与 GID1 的亲和力,主要是由于解离速率加快 (复合体的稳定性降低) 导致,而 GID1 与 SLR1 的识别/结合速率并不受 G576 突变的影响。

Biacore 的「绝活儿」越来越多

中国科学院生物物理研究所李梅/常文瑞课题组与章新政课题组在《Nature Plants》发表了《Structural basis for energy and electron transfer of the photosystem I–IsiA–flavodoxin supercomplex》的文章。在该项研究工作中,研究人员使用 Biacore 成功检测了分子量高达 2 M 道尔顿的超级复合体的互作情况。实验不仅仅证明了 Fld 与 PSI–IsiA 结合可形成稳定的 Fld-PSI–IsiA 超级复合体,并且验证了参与互作的关键氨基酸,揭示了蓝藻发挥光合作用及其动态调控的分子机理,并且为在结构基础上开展蓝藻基因工程改造提供了重要数据。

北京大学药学院叶敏教授的课题组在 《JACS》 发表了题为《Functional Characterization and Structural Basis of an Efficient Di‑C‑glycosyltransferase from Glycyrrhiza glabra》的文章,借助 Biacore 8K 首次从药用植物甘草中发现了一种高效的二 C-糖基转移酶 GgCGT,该研究成果有助于开发高效的生物催化剂来合成具有药用潜力的 C-糖苷。

中国科学院植物研究所在《Plant Physiology》上发表了题为《SlFERL interacts with S-adenosylmethionine synthetase to regulate fruit ripening》的文章,阐释了番茄果实成熟的分子调控机制。该研究团队通过 Biacore 垂钓实验,找到了与 SlFERL 结合的 S-腺苷蛋氨酸合成酶 1(S-adenosylmethionine synthetase 1,SISAMS1),SlSAMS1 是乙烯生物合成途径的关键酶,可以催化 L-蛋氨酸(L-Met)转化为乙烯的前体 S-腺苷蛋氨酸(AdoMet,SAM)。值得注意的是,Biacore 内置的 inject and recover 自动化程序为了解水果成熟背后的分子调控网络提供了重要技术支撑。

回首 2020 年,Biacore 与大家一路披荆斩棘,砥砺前行,同样也收获了累累硕果。作为分子互作检测的「金标准」,Biacore 已经成功收录入 2020 版中国药典,并助力基础科研与药物开发的多个研究领域取得重大突破。截至目前,借助 Biacore 累计发表的文章已突破 50,000 篇,超过 80% 的已上市的抗体药物的研发、申报、生产过程中也均有 Biacore 的身影。选择 Biacore,选择高效,选择可靠!