Klinische deimplementatie van de gerichte tyrosine kinase remmers (TKI) veranderd de behandeling van kanker door artsen voorzien van effectieve instrumenten te richten op de specifieke proteïnen die schijf neoplastische transformatie. Deze stoffen remmen of blokkeren de fosforylering van eiwitten doelwit van tyrosine kinases1,2. TKIs werden ontwikkeld, gedeeltelijk omdat genetische wijzigingen in verschillende sleutel signalering genen zijn voldoende om station kanker initiatie en progressie [bijvoorbeeld, epidermale groeifactor receptor (EGFR), oncogen tyrosine-proteïne kinase Src (SRC), BCR-ABL en menselijke epidermale groeifactor receptor 2 (HER2)]3,4. De impact van TKIs op de celcyclus5 en de moleculaire signalering trajecten6 vertegenwoordigt een transformatie van de irrelevante naar de moleculair begeleide kankerbehandeling. Het belangrijkste voordeel van TKIs ten opzichte van chemotherapie is de verhoogde respons en het lager risico van toxiciteit voor gezonde cellen7. Dientengevolge, is er toegenomen aandacht voor het onderzoek en de ontwikkeling van roman TKIs.
Toegang tot de resultaten van het genoom sequentiebepaling begonnen met het Human Genome Project8,9,10 en blijft vandaag met verschillende volgende-generatie (NextGen) kanker sequencing inspanningen [bijvoorbeeldde kanker genoom Atlas (TCGA)11,12]. Dit heeft inspireerde vele experimentele methodologieën die gelijktijdige informatie verschaffen over duizenden genen en/of verstrekken van onbevooroordeelde momentopnamen van genen of eiwitten door biologische verstoringen13gemoduleerd. Aangezien de verordening van de cellulaire functie op meerdere niveaus, van de transcriptie van genen de posttranslationele wijziging van eiwitten en hun activiteit gebeurt, zal een volledig inzicht in de gebeurtenissen controleren de cellulaire functie uiteindelijk moeten een integratie van gegevens uit verschillende biologische uitlezingen. De mogelijkheid om te controleren de boodschapper-RNA (mRNA) niveaus van duizenden genen met een eencellige gen-resolutie is de mogelijkheid om gevolgtrekkingen over de genfunctie en interacties op de schaal van een geheel-genoom toegenomen. De interpretatie van gen expressie arrays zullen echter altijd inherent niet compleet zonder de integratie van andere niveaus van verordening: namelijk de eiwitniveaus voor expressie, de eiwit wijziging Staten en het eiwit posttranslationele wijzigingen (fosforylering, ubiquitylation, methylering, enz.). Hier beschrijven we het nut van antilichaam arrays als middel om te ondervragen posttranslationele modificaties van belangrijke onderdelen van de signalering als een functie van de verschillende omstandigheden in een enkele experiment14,15,, 16.
Phospho-antilichaam arrays kunnen worden gebruikt om te onderscheiden en analyseren van wijzigingen in het signaaltransductie trajecten16. Dit kunnen voortvloeien uit een genetische modificatie of behandelingen van cellijnen met kinase-remmers, chemotherapeutica, stress veroorzaakt door glucose ontbering, hypoxie of serum honger. Opmerking, resistentie tegen geneesmiddelen of een specifiek gen up- of Downregulatie kan ook leiden tot wijzigingen in de signaaltransductie trajecten17.
Resistentie tegen geneesmiddelen, bijvoorbeeld, kan ontstaan van mutaties voor de drug target om te voorkomen dat de gevoeligheid. In longkanker, bekend EGFR mutaties maken de kanker insusceptible aan bepaalde TKIs, maar meer vatbaar zijn voor anderen. Alternatief signalering trajecten kan worden geactiveerd bij mutatie17. Als een bredere toepassing voor de identificatie van het signaaltransductie trajecten die betrokken zijn bij weerstand en hypoxie, enz, phospho-antilichaam matrices meer inzicht verschaffen, en bijgevolg begrip van, de mechanismen die betrokken zijn.
Technologieën die een evaluatie van eiwit wijzigingen vertegenwoordigen een belangrijk onderdeel van de systeembiologie, omdat ze vaak een regelgevende functie dienen, zoals het moduleren van de activiteit van een enzym of de fysieke interactie tussen proteïnen. Het belang van posttranslationele modificaties wordt geïllustreerd door de rol van de proteïne fosforylatie in bijna alle extracellulaire geactiveerd signaaltransductie trajecten18. Traditioneel, kan de identificatie van kinases of de status van de fosforylering van eiwitten ook worden bepaald door westelijke vlekkenanalyse, vooral als de onderzoeker geïnteresseerd in alleen 1 – 5 doelen is. Western blots zijn echter zeer selectief en kunnen een vertekend beeld geven richting voorkennis en belangrijke doelstellingen als gevolg daarvan zou kunnen missen. Antilichaam-array(s) bieden een middellange-doorvoer uitlezing van meerdere doelen door verschillende opname-antilichamen [pan-specifieke gefosforyleerd tyrosine(s), anti-ubiquitin, enz.] op een stevige matrijs (bijvoorbeeld, glas of nitrocellulose) insluiten. Secundaire antilichamen bevatten informatie over specifieke eiwitten in een sandwich-ELISA opmaak (Figuur 1). Deze test wordt krachtiger en relevante als meer doelen van belang zijn of de voorkennis beperkt15 is. De phospho-arrays zijn breder inzetbaar als ze kunnen fosforylatie, alsmede algemene hoeveelheden eiwit van een breder scala van doelstellingen in één experiment vergelijken en een beduidend betere kwantificering over massaspectrometrie bieden. Deze techniek is niet van toepassing voor de identificatie van nieuwe of voorheen onbekende fosforylatie sites.
Grootschalige massa spectrometrie gebaseerde proteomics kan worden aangewend om te identificeren specifieke fosforylering van eiwitten19. Hoewel deze techniek duizenden posttranslationele gebeurtenissen opsommen kunt, vereist het dure instrumentatie, speciale experimentele pijpleidingen en een computationele expertise die buiten het bereik van de meeste onderzoekers.
Antilichaam matrices geven een gelijktijdige uitlezing op verschillende eiwit uitlezingen16. Voorbeelden hiervan zijn veranderingen in het eiwit ubiquitylation (ubiquitin matrix) of fosforylering. Het belangrijkste voordeel van deze matrix-technologie is dat het belangrijke feedback over de biologische toestand van diverse biologische trajecten die zijn gekoppeld aan belangrijke cel parameters (eiwit van 53 kDa, p53 receptor tyrosine kinases en intracellulaire trajecten geeft) tegelijkertijd. Daarnaast is het mogelijk te combineren verschillende van de matrix te verhogen van de penetratie van een assay (b.v., apoptosis en ubiquitin en fosforylering). Dit vermogen om het combineren van meerdere arrays om te beoordelen van verschillende posttranslationele wijzigingen in verschillende monsters tegelijk op een tijd en goedkoop cost-effective wijze die geen specifieke instrumentatie of expertise vereist is van een aanzienlijk voordeel in het geval antilichaam-arrays.