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基于质谱成像代谢组学的体内微区药物效应分析新方法研究

基于质谱成像代谢组学的体内微区药物效应分析新方法研究
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  • 批准号:81773678
  • 批准年度: 2017年
  • 学科分类:药物分析(H3010) |
  • 项目负责人:贺玖明
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国医学科学院药物研究所
  • 资助金额:56.5万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2018年01月01日 至 2021年12月31日
  • 中文关键词: 质谱成像代谢组学;体内;微区;药物
  • 英文关键词:Drug Action;Mass Spectrometry Imaging ;in situ Metabolomics;Micro-region;Anti-tumor

项目摘要

中文摘要

药物效应与其作用机制、药效毒性密切相关,生物组织中药物效应分子的原位检测,尤其是对不同微区间的差异性表征存在挑战。本项目采用空气动力辅助离子化质谱成像原位代谢组学分析技术,以对照药紫杉醇及其药效相当但毒性低的衍生物(经与肿瘤密切相关的内源性代谢物取代获得)为探针,旨在建立针对主要脏器及肿瘤组织不同微区中的药物效应分子的原位检测方法;建立光学特征图与质谱成像图匹配算法,进行微区药物效应相关的代谢特征信息精准提取,结合多变量统计分析与生物信息学,发现药物效应特异性小分子及其在组织不同微区间的差异性;进一步对效应分子进行代谢通路分析,采用分子生物学技术,将其上游代谢相关的酶及mRNA进行原位表征,并将各自的分布特征进行匹配关联与相互验证,从代谢组→靶向蛋白质组→靶向转录组层次实现“自下而上”的药物效应分析,为候选新药的靶标发现、药效、毒性早期预测与评价研究提供线索和新思路。

英文摘要

Drug effect and toxicity are closely related to their mechanism of action. Currently, in situ detection of drug effect in the biological tissues, especially characterization of the differences between micro-regions is still challenging. This project aims to develop a method of analyzing in-vivo drug effect on the different micro-regions of the main organs and tumor tissues using an in situ metabolomics based on air flow-assisted ionization mass spectrometry imaging (AFAI-MSI), and the control drug paclitaxel (Taxol-I) and its derivatives (Taxol-R, synthetized by the substituting an tumors related endogenous metabolite) with comparable efficacy and low toxicity used as probes. An algorithm of matching the optical feature maps and ion images will also be constructed to accurately extract massive metabolic characteristics of drug effect in micro-regions. With the combination of multivariate statistical analysis and bioinformatics, our study will gain more insights into the molecular level of the pharmacodynamic differences. Based on the analyzing metabolic pathway of effector molecules, the upstream metabolism related enzymes and mRNA and their distributuion will be further characterized and verified by tranditional molecular biology techniques. Therefore a "bottom-up" stratigy for drug effect analysis can be realized from the metabonomics to the proteomics and transcriptomics, which will offer the basis to the target discovery, efficacy and toxicity prediction of candidate drugs.

评估说明

    国家自然科学基金项目“基于质谱成像代谢组学的体内微区药物效应分析新方法研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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