在生物医学的广阔天地中,神经退行性疾病无疑是最为神秘且令人揪心的领域之一。这类疾病如同潜藏于大脑深处的“隐形杀手”,悄然侵蚀着患者的神经细胞,引发一系列令人无奈的症状,包括记忆衰退、运动功能障碍、认知能力下降及情绪失控。每一个症状都像一把利刃,切割着患者及其家庭的生活。目前,神经退行性疾病(NDDs)主要包括阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、肌萎缩侧索硬化症(ALS)及亨廷顿病(HD)。这些疾病的共同特点是错误折叠的蛋白质在神经细胞中异常聚集,导致神经元功能丧失,甚至死亡。
亨廷顿病具有单基因显性遗传特性,作为神经退行性疾病的“典型代表”,因其独特的遗传性和毁灭性病程,让无数家庭陷入绝望。基因突变导致突变亨廷顿蛋白(mHtt)的生成,其N端多聚谷氨酰胺(polyQ)片段形成不可溶的聚集体,逐渐引起不自主运动、认知障碍、精神行为问题及持续的体重下降,患者通常在确诊后只能存活15-20年,且目前尚未有根治手段,现有药物仅能缓解部分症状。因此,早期诊断和精准量化mHtt蛋白成为延缓病情的关键突破口。
传统检测方法(如免疫组化、滤膜捕获)存在灵敏度低、操作繁琐、无法动态监测蛋白形态变化等局限,严重制约了疾病机制研究与药物开发。针对这一挑战,TR-FRET双重免疫分析方法应运而生。TR-FRET技术基于荧光共振能量转移(Förster Resonance Energy Transfer, FRET)原理,通过标记抗体对来检测抗原。这种方法利用稀土离子荧光团的供体与受体之间的能量转移,当供体与受体标记的抗体同时结合抗原时,会产生特定的TR-FRET信号。这项技术具有高灵敏度、特异性、快速、使用小体积样本和多重检测潜力的优势。
在可溶性mHtt检测中,使用了2B7与MW1抗体对,针对mHtt的N端表位。MW1能够特异性识别扩展的polyQ序列,当mHtt聚集时,该表位受到掩盖,导致TR-FRET信号丢失。聚集性mHtt检测则使用4C9与MW8抗体对,这些抗体能够识别mHtt聚集物,即使在聚集物中,抗体也能找到多个结合位点,从而产生TR-FRET信号。此设计巧妙规避了传统方法中表位遮蔽的问题,展现了“实时监控”的潜力。
TR-FRET技术的优势在于允许一步同时检测,在5微升样本中同步定量可溶性与聚集态mHtt。该技术的超高灵敏度能够精准识别低至300kDa的可溶性片段与950kDa的聚集态复合物,同时动态追踪揭示疾病进程中可溶性mHtt的减少与聚集态增加之间的负相关关系。在亨廷顿小鼠模型的研究中,发现小脑与海马的聚集速率低于纹状体,提示脑区特异性病理差异。此外,高增殖组织(如睾丸)中可溶性mHtt含量高却无聚集,挑战了“聚集即毒性”的传统观点,为开发靶向可溶性mHtt或抑制聚集的治疗策略提供了关键工具。
TR-FRET技术的核心依赖于高性能的酶标仪支持。尊龙凯时的SpectraMax iD5具备六大功能,不仅支持荧光、发光、光吸收等基本检测功能,还能够兼容共振能量转移技术,如FRET、TR-FRET等。这款仪器的多通道检测能力能够同步读取不同的荧光信号,避免交叉干扰,超微量分析则仅需微升样本,以降低实验成本,自动化兼容性帮助其无缝衔接高通量平台,加速药物研发进程。对于科研人员而言,这项技术不仅是解密退行性疾病的“钥匙”,更是推动精准医疗落地的一大利器。
亨廷顿的研究突破彰显了技术创新对生命科学的深远影响。TR-FRET技术凭借其灵敏、高效、多维分析的特性,为退行性疾病的机制研究与治疗开发开辟了新路径。或许在不久的将来,我们不仅能“看见”蛋白的异常聚集,更能通过精准干预,按下疾病进展的“暂停键”。