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导读治疗性蛋白质，比如抗体，激素，干扰素，白细胞介素，酶等等在各类疾病治疗领域发挥着重要的作用，但是这些天然蛋白由于成药性的缺陷，如疗效差，半衰期短，系统性用药毒性大，免疫原性高等问题，难以满足当前科研和临床的需求。对蛋白质进行化学修饰逐渐成为一种重要的对其成药性进行改造的手段。近几十年以来，随着蛋白质工程基因工程技术的不断发展，涌现出来了众多的蛋白质偶联修饰策略。但是这些策略往往局限于对蛋白质的单一化修饰，随着对疾病的深入研究，对发病机制不断趋于复杂化的认识以及对精准个性化医疗的需要，蛋白质的单一修饰已经不能够满足当前需求，比如偶联单一类型抗癌药物的 ADC 仍然存在疗效低、耐药等问题。因此蛋白质的双修饰或者多修饰在实现多功能蛋白药物的开发方面变得尤为重要。目前实现蛋白质多修饰，尤其是定点多修饰策略研究相对较少，是亟待解决的科学难题。针对以上缺陷，2023 年 2 月 21 日，北京大学药学院刘涛及北京大学第一医院杨兴共同通讯在Nature Communications在线发表了题为Noncanonical amino acids as doubly bio-orthogonal h

先天性心脏病（先心病）是最常见的出生缺陷，全球先心病发病率约 8‰-12‰，每年约有 130 万的先心病患儿出生。在我国，每年有约 10-15 万先心病新生儿出生，尤其是随着「二孩」和「三孩」政策全面实施后，预计因高龄、高危孕妇比例增加等原因，先心病在很长一个时期内可能维持高发甚至上升趋势，给社会和家庭造成巨额疾病经济负担。孕期营养状况是影响胚胎发育的重要因素之一。既往人群和动物模型研究发现，母体脂质代谢异常、肥胖、高脂饮食摄入等均会增加子代先心病的发生率，具体机制尚不明确。同型半胱氨酸（Hcy）是 CHD 的独立风险因素，团队前期系列研究成果阐述了 Hcy 代谢异常及同型半胱氨酸化修饰（K-Hcy）的致病机制（Circulation 2017；Cell Reports 2018；EMBO Molecular Medicine 2020；Nature Communications 2022），进一步团队发现孕早期孕妇高亮氨酸也会增大子代先心病发生风险，提示富营养可能是出生缺陷的重要诱发因素。本项目从临床样本入手，发现总脂肪酸含量在先心病患儿母亲血清中显著上升，其中棕榈酸、硬脂酸、油酸和

荧光物质被激发后所发射的荧光信号的强度在一定的范围内与荧光物质的量成线性关系荧光成像的标记方法有两种。1）荧光蛋白的标记方法，将荧光蛋白基因作为报告基因，稳定整合到细胞染色体内。2）荧光染料标记好细胞或药物分子后注射到动物体内。标记后，在外界激发光源的激发下荧光物质在生物体内以发射光的形式表达，进而监控生物体内的细胞活动和基因行为。

动物活体光学成像通过将目的基因、细胞、药物分子等做上标记后注射到动物体内。体内光源发出的光，经过散射吸收后到达表面形成光斑。透过灵敏的光学元件（如CCD），可将光信号转换成为电信号，再转换成图像输出。

近红外二区成像原理是指利用近红外二区(1,000-1,800nm) 波段的光进行成像的原理。近红外二区的光具有较强的穿透力，可以穿透定深度的生物组织，同时又具有较高的吸收率，可以与生物分子发生相互作用，从而反映出生物组织的结构和功能信息。

动物活体光学成像（Optical in vivo Imaging），指利用光学的探测手段结合光学探测分子对实验动物进行成像，来获得动物体内生物学信息的方法。可分为生物发光成像、荧光成像、上转换荧光成像和X-ray成像等。

1.细胞观察。2.病毒感染。3.感染后观察及注意事项。

1.细胞观察。2.病毒感染。3.感染后观察及注意事项。

通过将目的基因包装成病毒来感染细胞，使目的基因得到表达，从而满足实验需求。悬浮培养适用于一些非粘附性细胞系。

通过将目的基因包装成病毒来感染细胞，使目的基因得到表达，从而满足实验需求。悬浮培养适用于一些非粘附性细胞系。此为正式实验前的预实验。

与细胞冻存对应，是指将冻存在液氮或者 -80℃ 冰箱中的细胞温和解冻后，重新使细胞回复生长，进行培养和传代。

细胞冻存是细胞长期保存的主要方法之一，通过将细胞储存在冻存液内，再放置于 -80℃ 冰箱或者液氮等低温环境中，减少细胞代谢，起到细胞保种的重要作用。

通过将目的基因包装成病毒来感染细胞，使目的基因得到表达，从而满足实验需求。贴壁培养适合大多数细胞类型，包括原代培养。

通过将目的基因包装成病毒来感染细胞，使目的基因得到表达，从而满足实验需求。贴壁培养适合大多数细胞类型，包括原代培养。此为正式实验前的预实验。

蛋白质组作为重要的科研技术，广泛应用于科研中，在每年数万篇论文中发挥重要作用。如何利用组学工具快速切入临床科学问题形成科研思路，为我们的研究提速？可参考以下三种研究思路：6.1、IF 1-3 分文章：蛋白质组学+差异蛋白蛋白质组学检测筛选差异蛋白进行表达量验证分析差异蛋白，对差异蛋白进行 GO 和 KEGG 分析6.1.1、案例一，影响因子 IF=2.2iTRAQ-based quantitative proteomics analysis of immune thrombocytopenia patients before and after Qishunbaolier treatment.科学问题：确定齐顺保利尔（QSBLE）治疗免疫血小板减少症（ITP）的潜在治疗靶点。 研究内容蛋白质组学：利用蛋白质组学对 ITP 病患者（对照 3 重复，治疗有效、无效病人治疗前后各 3 重复），治疗在 QSBLE 治疗前后的蛋白质表达差异进行分析。与对照组相比，共鉴定出982种差异表达蛋白。与治疗前相比，治疗后 61 种蛋白表达差异，其中 48 种蛋白显著上调，13 种蛋白下调。29 条差异途

随着药物的发现和开发，动物活体光学成像，如生物发光成像（BLI）和荧光成像（FLI），被用于研究各种疾病过程中细胞和分子事件的发生。其中，C57BL/6 小鼠是转基因小鼠建模的首选，但由于它们的毛发颜色较深，成像前需要通过剃毛或化学脱毛来去除毛发，以便最大限度地收集信号。然而，脱毛会破坏正常的毛发生长周期，导致皮肤色素沉着的变化。C57BL/6 毛发生长周期由三个阶段组成：静止期，皮肤为淡粉色；活跃期，皮肤变为深灰色或黑色；成熟期，毛发停止生长，皮肤过渡回静止期，恢复为淡粉色。皮肤色素沉着是生物发光成像中的一个重要变量，在纵向研究的实验设计和实施中应该考虑到该变量，特别是当需要对弱信号变化或动物之间的差异研究时。由于黑色素的吸收系数随波长的增加而降低，黑色素对较短波长（即在可见光谱中）的光的吸收作用比在近红外波长的光对更强。荧光成像可以使用近红外染料，它们具有较长波长的发射光谱，使它们对黑色素吸收的敏感性较低。然而，生物发光成像并不具备这个优势。萤火虫荧光素酶的发射峰约为 560 nm，使生物发光信号从与其相互作用的组织产生显著的散射和吸收效应，进而改变了从动物身上产生的信号的强度和分

荧光成像被广泛应用于生物学的各个方面，允许可视化的细胞和亚细胞生物过程的空间分辨率范围从纳米（nm）到厘米（cm）。动物体内荧光成像已成为临床前工作中最常用的检测手段之一。在考虑体内荧光成像在生物学研究中的应用时，研究人员应注意其内在的局限性。在某种程度上，这些限制与光与组织微观成分的相互作用有关。如：界面反射、散射、吸收和自发荧光等。体内荧光成像中，组织散射和吸收可以显著影响荧光团的测量光谱。组织散射：当整个动物被激发光照射或透射时，在激发光进入动物体和荧光团发射光的过程中经历了多次散射事件。这将会导致在荧光图像中出现信号模糊的情况，这种情况对于远离激发光源和探测器（CCD）的荧光目标会被放大。散射的另一个重要结果是，它放大了组织荧光团的波长变化，导致检测到的荧光光谱的形状和峰值位置根据组织中光所走过的路径长度而变化。 组织吸收：组织内的微观成分从小分子（糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、离子、水等）和大分子（蛋白质、磷脂、RNA、DNA、多糖等）到更大的结构（如细胞器和细胞膜等）通过可见光波长范围（400-700 nm）时，因为组织成分在这个波长范围内的吸收限制，削弱了有效光的穿透。然而

越来越多的研究显示，通过纳米技术将免疫检查点阻断疗法（ICBT）与其他治疗方式相结合，为进一步提高免疫力，并有效地治疗癌症提供了机会。例如，中国药科大学王伟教授团队以 A minimally designed PD-L1-targeted nanocomposite for positive feedback-based multimodal cancer therapy 为题，在《ELSEVIER》发表研究论文。该研究利用自组装光热剂黑磷纳米片（BPN）、化疗剂聚二甲双胍（PolyMet）和免疫检查点抑制剂——抗 PD-L1 抗体（aPD-L1），通过桥接PolyMet 和 BPN 之间的静电相互作用，避免了 BPN 降解，制备了三和一 PD-L1 靶向的纳米复合材料（NC）。研究制备的 aPD-L1-PolyMet/BPN NC 可以通过基于 ICBT 的 aPD-L1 与 PD-L1 的相互作用精确靶向原发性肿瘤，由于光热治疗（PTT）后 PD-L1 在肿瘤部位的上调，靶向效果逐渐增强，确保在连续治疗循环中实现正反馈介导的多模式抗肿瘤作用。此外，光热免疫治疗（PIT）、化疗和 I

上文中提到叶绿素，可能大家会觉得很奇怪，动物体内为什么会由叶绿素呢？其实，常规啮齿动物饲料中含有大量的紫花苜蓿，苜蓿中含有叶绿素。由于叶绿素及其代谢物聚集在肠道中，因此在小鼠腹部能够观察到较强的自发荧光，峰值波长约为 680 nm。肠道的自发荧光可能会掩盖定位于腹部或腹部附近的荧光探针的信号，也可能模拟探针在肠道中的排泄和/或积累。不同成像条件下，不同饲料的自发荧光对比图(Inoue Y, Izawa K, Kiryu S, Tojo A, Ohtomo K. Diet and abdominal autofluorescence detected by in vivo fluorescence imaging of living mice. Mol Imaging. 2008 Jan-Feb;7(1):21-7.) 上图为测定每种食物颗粒的荧光强度。纯化饲料（purified diet）在绿色区域荧光最强，其次是无苜蓿饲料（Alfalfa-free diet）和常规饲料（regular diet）。相比之下，远红光和 NIR 区荧光最强的是常规饲料，无苜蓿饲料荧光较弱，纯化饲料荧光最

动物活体荧光成像实验中，一般利用荧光蛋白选择性地标记目标细胞，或用荧光染料标记药物，再通过活体成像系统进行详细观察。但是在荧光成像过程中，当观察目标的荧光信号微弱时，自身荧光会干扰目标荧光的识别。自发荧光是指由细胞结构或代谢产物等产生的自然荧光。从小分子（糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、离子和水等）和大分子（蛋白质、磷脂、RNA、DNA 和多糖等）到更大的结构（如细胞器和细胞膜），覆盖了大部分可见光谱范围（400-700 nm）。自发荧光与标记物发射波长重叠的时候，经激发光照射会发射出与标记物相似的荧光波长，导致低信噪比，检测灵敏度受限，在某些情况下甚至根本无法检测或显示标记物荧光。例如，比较常用的标记物 GFP，其最佳激发波长为 470 nm，最佳发射波长为 509 nm。在被 470 nm 激发光激发，会发射出波长 509 nm 为主的绿色荧光。另一方面，生物体内普遍存在的胶原蛋白和弹性蛋白也会发射出>515 nm 的自发荧光，对标记物的检测造成了一定的干扰。因此，掌握不同物质的光谱信息，对清晰地观察实验动物体内标记物尤为重要。自发荧光来源信息表(Billinton N, Kni