“长高”不再是梦 — Biacore助力侏儒症相关机制研究

作为《权力的游戏》和《指环王》资深影迷，小编本编对于剧中“小矮人”的角色尤为着迷。同样，作为Biacorer，针对侏儒症等相关疾病的研究进展也在时刻留意。2021年11月19日，FDA批准注射制剂Voxzogo（vosoritide，中文译名：伏索利肽）用于治疗≥5岁伴有开放性骨骺的软骨发育不全儿童患者（图1）。Voxzogo预计将于12月中下旬在美国上市，这为受侏儒症相关疾病困扰的孩子带来了增高的曙光。

侏儒症是一种由基因疾病引起的，会导致短小身材和骨骼不成比例生长的疾病。在侏儒症相关疾病机制研究中， 于默尔大学医院研究团队在The American Journal of Human Genetics杂志上，发表了一篇题为“A Missense Mutation in the Aggrecan C-type Lectin Domain Disrupts Extracellular Matrix Interactions and Causes Dominant Familial Osteochondritis Dissecans”的文章。该团队分析了一个患病的五代家庭成员，确定软骨主要成分Aggrecan蛋白的基因 ACAN为该疾病的主要位点，并且发现由于Aggrecan蛋白的C型凝集素结构域的错义突变导致了其与细胞外基质的相互作用能力丧失，进而造成了常染色体显性遗传的剥脱性骨软骨炎。在整个疾病相关机制的研究中，Biacore对其突变与患病原因的相关性提供了关键证据。

剥脱性骨软骨炎是软骨和软骨下骨与周围组织分离，主要影响膝关节、踝关节和肘关节，涉及骨骼发育紊乱，不成比例的生长和骨骼变形（图3）。研究人员对一个五代遗传性剥脱性骨软骨炎家族进行了全基因组连锁分析后，发现Aggrecan蛋白G3结构域发生了一个错义突变p.V2303M。将相关G3结构域变体与多种细胞外基质蛋白重组表达后，使用Biacore进行相互作用分析。

首先，研究人员使用Biacore将细胞外基质纤维蛋白fibulin-2固定在CM5传感芯片上，三种Aggrecan蛋白的野生型与V2303M G3结构域突变体Lt/LCt/E1E2LCt Variant分别作为分析物流经芯片表面，检测不同Aggrecan野生型、突变体和胞外基质蛋白的结合情况。结果如图4所示，所有野生型G3结构域均表现出与fibulin-2非常强的相互作用，而所有V2303M突变体的相互作用则明显减弱甚至丧失。

随后，研究人员又研究了其他胞外基质蛋白与Aggrecan蛋白及其突变体的互作情况。他们将胞外基质蛋白tenascin-R、fibulin-1和fibulin-2固定在CM5传感芯片的不同通道，将三种野生型以及三种V2303M G3结构域突变体Lt/LCt/E1E2LCt Variant流经芯片表面，检测互相的亲和力/动力学。结果如表1所示，所有V2303M G3突变体与细胞外基质蛋白tenascin-R、fibulin-1和fibulin-2的结合均受到影响，均显示亲和力减弱或完全丧失。这清楚地表明家族性剥脱性骨软骨炎相关的V2303M突变影响正常的Aggrecan G3结构域功能。

后续研究中，研究人员通过获得家族患者中一位女性置换的关节，获得临床样本中的Aggrecan蛋白V2303M G3结构域突变体，通过质谱分析确定了临床样本中确实含有该突变体，验证了该突变体与该疾病的重要联系。

总览全文，在该研究中，不同G3结构域变体与不同细胞外基质蛋白的相互作用不仅检测样品数量多，而且实验要求在保持高度一致的实验条件下一次获取多个数据，便于直接对比分析。Biacore多通道，同时检测多靶点、多组合的优势在此充分发挥了优势。而且由于Biacore亲和力检测限非常宽，KD可以达到10-3-10-15 M，所以此研究中互相作用KD值即使在pM级别，Biacore仍然可以轻松胜任。

侏儒症相关病症为患者带来了生理和心理多重伤害，更为严重的是作为一个遗传疾病，使得病症在代际间持续传递，造成家族性痛苦持续不断。作为Biacorer，我们将竭尽全力为侏儒症相关病症机制研究与药物开发献计献策，让所有患儿成为主导自我人生的“巨人”。