創(chuàng)新藥物的研發(fā)依賴優(yōu)良的實驗動物和疾病動物模型,以用于候選化合物的藥效學、藥理學和毒理學評價研究。目前藥物研發(fā)中廣泛使用嚙齒類動物(大鼠,小鼠),由于與人種屬差異較大的原因,獲得的研究結果經(jīng)常與人相距甚遠,造成藥物研發(fā)在大量投入后的最終失敗。
樹鼩(tree shrew)是靈長類動物的近親,而且作為實驗動物具有個體小、繁殖快,易于飼養(yǎng)等有利特點。中國科學院昆明動物研究所長期致力于發(fā)展樹鼩成為新型實驗動物,并用于各種人類疾病模型的構建,新近與深圳華大基因研究院合作解析了中國樹鼩(Tupaia belangeri chinensis)的全基因組(Nature Communication 2013, 4, 1426)。
為了系統(tǒng)評估樹鼩作為藥物研發(fā)實驗動物的特征和優(yōu)勢,昆明動物所動物模型與人類疾病機理重點實驗室生物毒素與人類疾病課題組在張云研究員帶領下,在前期參與解析樹鼩全基因組基礎上,課題組趙峰、郭小龍和王嚴戒等首先開發(fā)了一種可用于藥物靶標預測和基于模型藥靶評價的有效方法,進一步在基因組和轉錄組的層面上對中國樹鼩進行了系統(tǒng)全面的藥物靶標預測和分析。在獲得的3482種中國樹鼩藥物靶標蛋白質(zhì)中,排名最高的446種蛋白質(zhì)和總得分最高的1049種蛋白質(zhì)包含了許多與腫瘤治療、抑郁癥、衰老及機能減退、心血管疾病和代謝性疾病藥物靶標相關的人類同源分子;與目前廣泛使用的嚙齒類動物小鼠藥物靶蛋白相比,50%以上的中國樹鼩藥物靶蛋白與人類藥物靶蛋白的相似性更高。藥物靶標確認實驗證實了與心血管疾病藥物研發(fā)密切相關的蛋白酶激活受體在樹鼩血小板上的表達模式與人類血小板一致,而與小鼠完全不同。蛋白酶激活受體的異常激活是人病理性血栓形成的主要基礎,在評價基于抑制蛋白酶激活受體而阻斷血小板異;罨乃幬镅邪l(fā)中,小鼠與人的表達差異限制了相關動物模型的建立與藥效學評價,而樹鼩與人的一致性使樹鼩在該類藥物的研發(fā)和評價中將更接近人體的效應。
該成果不僅為發(fā)展中國樹鼩作為新型實驗動物用于新藥研發(fā)相關的藥效學、藥理學和毒理學評價提供了系統(tǒng)的基礎信息數(shù)據(jù)和科學依據(jù),也揭示在特定藥物研發(fā)中使用樹鼩作為實驗動物的獨特優(yōu)勢。
相關研究論文以Drug Target Mining and Analysis of the Chinese Tree Shrew for Pharmacological Testing 為題已在線發(fā)表于美國公共科學圖書館雜志PLoS One。
該研究獲得國家“863”計劃項目、中國科學院集群項目以及中國科學院重點部署項目的資助。
圖: 中國樹鼩(Tupaia belangeri chinensis)數(shù)據(jù)組裝用于藥靶分析概貌:包括激酶,G蛋白偶聯(lián)受體,離子通道,免疫基因,神經(jīng)肽,蛋白酶和抑制劑,核受體等。
