激酶家族對(duì)于細(xì)胞的正常功能非常重要，人們開發(fā)的許多藥物，都是旨在促進(jìn)或抑制激酶的活性。正確的激酶活性關(guān)系著機(jī)體的健康，如果它們出現(xiàn)異常就會(huì)引起癌癥和其他疾病。

斯坦福大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)了一個(gè)全新技術(shù)，利用生物感應(yīng)器在單細(xì)胞中實(shí)現(xiàn)激酶活性的多重分析，這一成果發(fā)表在六月十九日的Cell雜志上。

“在活細(xì)胞里同時(shí)觀察多個(gè)激酶的功能，這是前所未有的，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的助理教授Markus Covert說。

“如果激酶出現(xiàn)問題，不斷告訴細(xì)胞應(yīng)該繼續(xù)生長(zhǎng)，就會(huì)引發(fā)癌癥，”Covert指出。“另一方面，如果細(xì)胞已經(jīng)達(dá)到了正常壽命，但激酶一直沒有發(fā)出死亡通知，也會(huì)最終導(dǎo)致癌癥。”

在此之前，人們分析激酶活性需要先破碎細(xì)胞，提取相關(guān)激酶再檢測(cè)其水平。現(xiàn)在人們可以通過這項(xiàng)新技術(shù)，直接在活細(xì)胞中觀察和評(píng)估多個(gè)激酶的活動(dòng)。例如，研究者們可以比較健康細(xì)胞和患病細(xì)胞之間的激酶活性差異，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)新藥。然后在活細(xì)胞中檢測(cè)藥物對(duì)激酶的實(shí)際影響。

信號(hào)傳導(dǎo)是細(xì)胞中一系列復(fù)雜的級(jí)聯(lián)事件，介導(dǎo)這一過程的激酶主要可以分為兩個(gè)部分：一個(gè)負(fù)責(zé)接受信息，將激酶引導(dǎo)到特定位點(diǎn)，另一個(gè)負(fù)責(zé)向目標(biāo)傳送信息。

研究人員在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一個(gè)激酶誘餌，并將其命名為KTR（Kinase Translocation Reporter）。他給KTR標(biāo)記了熒光蛋白以便人們跟蹤它們的細(xì)胞定位。KTR上的另一個(gè)關(guān)鍵元件，是一個(gè)表明激酶是否有活性的一個(gè)分子開關(guān)。

KTR將磷酸化轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)可以通過熒光顯微鏡檢測(cè)到的核質(zhì)穿梭事件。標(biāo)記不同的熒光蛋白就可以在一個(gè)細(xì)胞中跟蹤多種激酶的活性，此外研究者還能通過數(shù)學(xué)模型從KTR數(shù)據(jù)計(jì)算出活躍激酶的濃度。

到目前為止，KTR已經(jīng)成功用于五種激酶的活性分析。研究人員跟蹤了JNK（c-Jun N-terminal kinase）和NF-κB（nuclear factor kappa B）的刺激依賴模式，還同時(shí)檢測(cè)了JNK、p38和ERK的活性。研究指出，這一技術(shù)可以推廣到其他激酶，成為藥物研發(fā)的有用工具。

Covert相信，KTR技術(shù)將大大加速癌癥和其他激酶相關(guān)疾病的新藥開發(fā)。目前，包括Genentech、Amgen、Novartis、Roche和Takeda在內(nèi)的各大制藥公司，已經(jīng)研發(fā)出了大約有二十多種這樣的藥物。