Human Microarray Proteomic在药物靶点鉴定中的应用

在药物研发和生命科学研究不断推进的过程中，明确药物与蛋白之间的直接结合关系，是开展作用机制（MOA）研究的重要基础。对于小分子药物、天然产物及内源性代谢物而言，仅依赖活性筛选结果难以全面解释其生物学功能，因此需要进一步开展靶点发现、靶点鉴定和靶点研究，寻找真正参与药物作用的蛋白靶点，为后续机制验证和药物优化提供依据。

近年来，基于蛋白质微阵列构建的Human Microarray Proteomic Analysis逐渐成为药物研发中的重要技术路线。其中，HuProt™20K human proteome microarray凭借覆盖广泛的人类蛋白资源，可同时检测两万余种蛋白与目标分子的结合情况，为化合物靶点鉴定、天然产物靶点筛选、代谢物靶点筛选以及药物-蛋白相互作用研究提供了高通量解决方案，也为科研人员实现以药找靶提供了新的技术思路，在开展小分子药物靶点研究时帮助研究团队找对工具少走弯路。

覆盖两万余种蛋白的人类蛋白组芯片平台

HuProt™ 人类蛋白组芯片v4.0建立在丰富的人类蛋白资源基础上，是目前应用较广泛的20K人类蛋白组芯片平台之一。芯片固定了超过21000种全长人源蛋白，覆盖约81%的人类基因组开放阅读框（ORF），涵盖受体、激酶、转录因子、胞外基质蛋白、细胞骨架蛋白等30多个蛋白类别，可满足不同研究方向的蛋白筛选需求。

平台所使用的蛋白来源于真核酵母表达体系，这是美国CDI人类蛋白质芯片的重要技术特点之一。真核表达系统能够较好地维持蛋白天然空间构象，并保留磷酸化、糖基化等翻译后修饰，使芯片上的蛋白更加接近人体内天然状态，从而提高实验数的可靠性。

与此同时，平台结合GST-His6双标签纯化技术，对正确折叠蛋白进行富集，并减少错误折叠蛋白带来的影响，使Huprot人类蛋白组芯片具有较好的稳定性和重复性，为开展人类蛋白组芯片检测服务提供了可靠的实验基础。

Human proteome microarray assays如何完成靶点筛选

开展Human proteome microarray assays时，实验核心是检测目标化合物与蛋白之间是否发生直接结合，因此整个实验流程均围绕这一目标展开。

实验首先需要完成探针设计。针对多数小分子药物靶点筛选项目，目前通常采用生物素标记靶点蛋白筛选方案，将Biotin连接至目标小分子，为后续信号检测提供基础。

随后，研究人员对芯片进行封闭处理，以降低背景信号和非特异性结合，再将生物素标记后的探针加入芯片，与固定于芯片表面的两万余种蛋白充分孵育，使潜在结合蛋白能够与目标分子发生相互作用。

经过充分孵育后，通过连续洗涤去除未结合探针，再加入Cy3或Cy5荧光标记链霉亲和素。由于链霉亲和素能够识别Biotin，因此发生结合的位置即可形成对应荧光信号。

实验结束后，利用高分辨率扫描仪获取芯片图像，并结合阴性对照、生物素对照以及竞争实验进行综合分析，从而筛选出候选药物筛选靶蛋白，为后续功能验证提供参考。

与其他靶点筛选技术相比具有哪些特点

在目前常见的寻找药物靶点的技术中，Pull-down、ABPP、DARTS等方法均具有各自的应用特点，而HuProt™20K human proteome microarray则采用蛋白独立固定模式，每一种蛋白均对应独立检测位点，因此检测结果能够更加直接地反映小分子与蛋白之间的物理结合关系，有助于减少蛋白复合体带来的干扰，提高化合物靶点鉴定效率。

此外，由于芯片蛋白均经过纯化表达，并保持较高浓度，因此对于细胞内低丰度蛋白、弱结合蛋白以及瞬时结合蛋白具有较好的检测能力。这使平台在天然产物靶点鉴定技术、天然产物靶点发现技术、小分子（药物）靶标筛选以及代谢物靶点筛选等研究方向具有较好的应用价值。

对于天然产物、多靶点小分子以及复杂化合物而言，蛋白质微阵列能够同步获得多个候选结合蛋白，为建立完整的蛋白互作网络提供数据支持，并为后续作用机制分析提供更多参考依据。

数据分析为机制研究提供支持

在人类蛋白组芯片检测完成后，通常采用Z-Score与I-Mean Ratio两项指标进行综合分析。当Z-Score大于2.8，同时I-Mean Ratio大于1.4时，对应蛋白通常可作为候选阳性靶标，并进一步开展后续验证实验。

筛选获得候选蛋白后，还可结合GO功能富集分析以及KEGG通路分析，对蛋白参与的分子功能、生物过程及疾病相关通路进行系统分析，从而帮助科研人员更加快速地锁定重点研究对象，提高后续研究效率。

总结

随着创新药研发不断深入，对直接作用蛋白的研究需求持续增加。HuProt™ 人类蛋白组芯片v4.0依托高覆盖度蛋白资源和成熟的Human Microarray Proteomic Analysis技术，为科研人员开展靶点发现、靶点垂钓、天然产物单体如何锁定靶点以及小分子药物靶点研究提供了可靠的实验平台。达吉特天然产物靶点发现技术、化合物靶点鉴定以及药物-蛋白相互作用研究服务，推动药物机制研究不断深入，目前已经助力研究成果频繁登上STTT、Mol Cancer、J. Hepatol、Gut、Exploration、Cell Mol Immunol、Circ Res、Nat Commun、Adv Sci、Cancer Commun、Theranostics、APSB、MedComm、Redox Biol、Clin Mol Hepatol、PNAS等国际学术期刊。

达吉特HuProt™ 20K人类蛋白组芯片服务案例（目前已累计 50+）：

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18. Wang G, Li X, Li N, et al. Icariin alleviates uveitis by targeting peroxiredoxin 3 to modulate retinal microglia M1/M2 phenotypic polarization.Redox Biol.2022;52:102297. doi:10.1016/j.redox.2022.102297(重庆医科大学附属第一医院)IF=10.7
19. Cheng Y, Wang G, Yang X, et al. Artesunate alleviates Parkinson's disease by targeting astrocyte MT2A to attenuate dopamine neuronal cuproptosis.Pharmacol Res.Published online August 1, 2025. doi:10.1016/j.phrs.2025.107895(遵义医科大学) IF=10.5