Nature子刊：筛查药物靶点的新技术

　　

生物通报道  知道一种药物能发挥作用是一件了不起的事情，知道它如何发挥作用则是一种奢侈。直到现在，确定药物的作用机制对于科学家们来说一直是非常枯燥和艰难的过程。

由洛克菲勒大学Tarun Kapoor领导的研究人员与康奈尔大学维尔医学院的Olivier Elemento合作想出了一种新方法来确定药物分子靶点，从方程式中剔除臆测。这种方法利用了RNA测序和先进的数据处理技术检测了一种耐药细胞和正常细胞之间的所有差异，指出了最有可能引起耐药的变异，这或可表明药物的靶点。

文章的第一作者、Kapoor 化学和细胞生物学实验室前研究生Sarah Wacker 说：“知道一种药物的靶点可使我们深入了解为何某人会对这种药物产生耐药，并且可以帮助科学家们发现药物可以治疗的其他疾病。它还可能有助于提高药物开发过程中药物的效能。”

耐药细胞是确定药物在机体内何处发挥效应的一种方法，如果一种生物体对药物耐受，通常是因为发生了可影响药物靶向蛋白结合位点的突变。在当前的实验中，如果研究人员怀疑哪一种蛋白质与之相关，他们就能够确定其是否携带了突变，推断出该蛋白质是否是药物的靶点。然而问题在于当涉及到哪一种蛋白发生突变时，则有成千上万的可能性，因此这种方法受试验和错误影响。它会导致偏倚，因为还有其他的潜在分子靶点没有被测试。

输入RNA序列。这是一种读取所有RNA（指引蛋白质合成的分子）的技术。利用测序技术，Kapoor和她的同事们能够观察所有的潜在受体，缩小可能性，最终确定一个最有可能是药物结合位点的蛋白。由于技术和生物信息学的进步，这种新方法使之变为了可能。生物信息学是一个将计算科学应用到生物学的全新领域，在这种情况下是读取和解读RNA数据。

“RNA测序是一种相当新的技术，且在不断地向前发展，因此它正变得日益廉价只需更少的钱就能得到更多的数据，”Wacker说

科学家们研究了两种细胞毒性抗癌药物，其中一种是BI 2536，近期在临床试验中接受了测试。该药具有一个公认的分子靶点PLK1蛋白。研究人员想测试一下他们的新方法看看是否会得到相同的结论。他们对耐受该药的人类细胞进行了RNA测序，并定位了在这些细胞中的突变。将这些突变进行比较，在超过一种耐药细胞中共同存在的就是PLK1。

接下来研究人员构建出了具有PLK1突变的细胞，将它们与没有PLK1突变的细胞放置在这一抗癌药物中随后进行了比较。正如他们所怀疑的，只有携带突变的细胞对药物产生了耐受，表明PLK1蛋白是BI 2536的主要生理靶点。

 “我们的方法相比于其他靶点识别策略是一种改进，因为它让我们以一种无偏倚的方式在人类细胞中建立了一个靶点的遗传证据，”Wacker说。

在未来的研究中，Kapoor实验室将检测一种没有确定靶向位点的药物，完全客观地测试她们方法的效力。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Using transcriptome sequencing to identify mechanisms of drug action and resistance

Determining mechanisms of drug action in human cells remains a major challenge. Here we describe an approach in which multiple-drug-resistant clones are isolated and transcriptome sequencing is used to find mutations in each clone. Further analysis of mutations common to more than one clone can identify a drug's physiological target and indirect resistance mechanisms, as indicated by our proof-of-concept studies of the cytotoxic anticancer drugs BI 2536 and bortezomib.