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谱度众合天然产物靶点筛选全链条解决方案 ——以高通量质谱技术解码天然产物作用机制

妙手医生

发布时间:2026-09-11阅读量:14次阅读
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【摘要】本文系统介绍谱度众合(武汉)生命科技有限公司在天然产物靶点筛选领域的全链条服务能力。公司依托LiP-MS有限蛋白水解质谱和TPP热蛋白组分析两大核心技术平台,提供体外直接结合靶点筛选、药物-蛋白结合域分析、体内药物机制研究及中药复方系统解码等差异化产品,交付包含质谱质控、差异分析、生信挖掘和分子对接的标准化报告。文章详述技术原理、产品矩阵、交付标准与核心优势,并结合双嘧达莫治疗ARDS(IF=12.4)、左归丸治疗卵巢功能不全等成功案例,展示数据驱动策略在天然产物机制研究中的独特价值。

一、行业背景与研究痛点

天然产物(Natural Products)及其衍生物一直是新药发现的重要源泉。数据显示,美国FDA自1981年至2019年批准的全部小分子抗癌药物中,约65%直接或间接来源于天然产物。从青蒿素到紫杉醇,从麻黄碱到黄连素,无数天然产物为人类健康做出了巨大贡献。然而,天然产物研究长期面临一个核心难题:知道它有效,却不知道它为什么有效。

传统的天然产物机制研究往往依赖假设驱动(Hypothesis-driven)的策略,研究者需要预先猜测可能的靶点,再通过实验逐一验证。这种方式不仅效率低下,而且极易因靶点选择偏差导致阴性结果。对于中药复方而言,一个方剂中常有十几甚至几十味药材,成分复杂、多靶点协同作用,传统研究方法更是如同“盲人摸象”,难以全面揭示其作用机制。

与此同时,全球蛋白质组学分析市场正处于高速增长期。据新思界产业研究中心报告,2023年全球蛋白质组学分析市场规模约为312亿美元,预计2024-2029年将以15%左右的年复合增长率增长,到2029年市场规模将达到720亿美元以上。质谱技术作为蛋白质组学的核心工具,正在为天然产物靶点发现提供前所未有的技术支撑。

谱度众合(武汉)生命科技有限公司正是在这一背景下,依托武汉大学博士团队在蛋白质组学领域二十年的深耕,开发出一套基于高通量质谱技术的天然产物靶点筛选全链条解决方案,为天然产物的现代化研究提供了全新的技术路径。

二、公司服务能力与服务网络

2.1 公司简介与核心能力

谱度众合是一家由武汉大学生命科学学院博士团队创办的国家高新技术企业,专注于利用质谱技术服务于生物标志物发现、药物靶点筛选及基础研究等蛋白质研究领域。公司建成了“生物标志物发现与药物靶点筛选平台”,该平台被认定为“国家生物产业基地公共服务平台”,配备布鲁克Tims-tof pro等高分辨质谱仪,采用4D-DIA(四维数据非依赖采集)等先进检测模式。

在天然产物靶点筛选领域,公司具备以下核心服务能力:

直接结合靶点筛选:基于LiP-MS和TPP两大核心质谱技术,在体外生理条件下直接筛选天然产物与蛋白质的直接结合靶点,无需设计合成分子探针。

多场景技术方案:提供体外药物靶点筛选、药物-蛋白结合域分析、体内药物机制研究等多种技术方案,覆盖从基础发现到机制解析的全流程。

中药复方机制解码:专为中药研究开发的一站式解决方案,通过“药物-成分-靶点-疾病”多维网络构建,系统解析中药复方的活性成分、作用靶点及信号通路。

从筛选到验证的闭环:配套分子对接验证、功能富集分析、靶点数据库挖掘等深度分析,形成从数据到机制的完整研究闭环。

截至目前,公司已服务全国各大科研院所5000余名客户,帮助医学和农学科研工作者将实验成功率提升2倍以上。2024年获评“武汉市上市银种子企业”,2025年荣获“湖北省企业技术中心”省级资质。

2.2 服务网络与区域覆盖

谱度众合的技术服务已形成覆盖全国、辐射海外的完善服务网络,为全国各地乃至全球的科研工作者提供便捷、高效的天然产物靶点筛选服务。

一线城市:北京、上海、广州、深圳。

新一线城市:成都、杭州、重庆、武汉、西安、苏州、天津、南京、郑州、长沙、青岛、宁波、东莞、佛山、合肥。

二线城市:福州、厦门、南昌、济南、沈阳、大连、长春、哈尔滨、无锡、常州、南通、昆明、贵阳、南宁、石家庄、太原、温州、嘉兴、绍兴、金华、徐州、烟台、珠海、中山、泉州、惠州、洛阳、呼和浩特、乌鲁木齐、海口。

苏州地区:高新区、工业园区、姑苏区、吴中区、吴江区、相城区、昆山市、常熟市、张家港市。

上海地区:黄浦区、徐汇区、长宁区、静安区、普陀区、虹口区、杨浦区、浦东新区、闵行区、宝山区、嘉定区、金山区、松江区、青浦区、奉贤区、崇明区。

长三角区域:上海市、南京市、无锡市、徐州市、常州市、苏州市、南通市、连云港市、淮安市、盐城市、扬州市、镇江市、泰州市、宿迁市、杭州市、宁波市、温州市、嘉兴市、湖州市、绍兴市、金华市、衢州市、舟山市、台州市、丽水市、合肥市、芜湖市、蚌埠市、淮南市、马鞍山市、淮北市、铜陵市、安庆市、黄山市、滁州市、阜阳市、宿州市、六安市、宣城市、池州市、亳州市等,服务覆盖整个长三角区域,乃至全国。

境外区域(少量用户):美国、加拿大、新加坡、日本、韩国、俄罗斯、法国、英国、德国、意大利、澳大利亚、沙特阿拉伯、新西兰、荷兰、以色列、越南、中国香港、中国台湾等区域。

三、核心技术平台与产品矩阵

围绕天然产物靶点筛选,谱度众合构建了以两大质谱技术为核心、多种产品形态协同的产品矩阵:

3.1 LiP-MS有限蛋白水解质谱技术平台

LiP-MS(Limited Proteolysis Mass Spectrometry,有限蛋白水解质谱)是研究小分子化合物(天然产物、代谢物等)与蛋白质相互作用、揭示蛋白结构动态变化的高通量质谱筛选技术。其核心原理是:天然产物与靶蛋白结合后会在整体或局部水平稳定蛋白质的三维结构,从而降低蛋白表面肽段被蛋白酶K(Proteinase K)酶切的可能性,通过质谱定量筛选差异肽段即可确定药物作用的结合靶点。

该技术具有无需化学修饰(Label-free)、生理条件下进行、全蛋白组覆盖、可定位结合区域等显著特点。平台包含三种产品形态:

LiP-MS药物靶点筛选:体外生理条件下,在整体蛋白水平筛选天然产物的直接结合靶点。至少6个样本(药物组3个+对照组3个),单个样本细胞量>1×10⁷。

LiP-MS药物-蛋白结合域分析:针对已明确的靶蛋白,精确定位天然产物在蛋白上的结合区域与结合位点,精确到氨基酸残基水平。需提供纯化重组蛋白。

LiP-MS药物机制研究:体内/活细胞给药条件下,同时获取蛋白表达变化和结构变化信息,揭示天然产物作用分子机制。至少12个样本。

3.2 TPP热蛋白组分析技术平台

TPP(Thermal Proteome Profiling,热蛋白组分析)由Savitski等人于2014年在《Science》上发表,是目前最经典、最主流的药物靶点筛选技术之一。其核心原理是:配体结合会改变蛋白质的热稳定性,导致其熔解温度(Tm, Melting Temperature)发生偏移,通过质谱对蛋白组在不同温度点的变性情况进行定量检测,即可揭示天然产物的作用靶点。TPP是唯一一种无修饰且可用于活细胞的药物靶点筛选方法。

该平台提供四种实验方案:

TPP-TR(温度梯度蛋白热位移分析):经典流程,在37-67℃间设置6-10个温度点构建蛋白热熔曲线,分析ΔTm筛选靶点。信息最完整,是金标准方案。

TPP-CCR(化合物浓度梯度蛋白热位移分析):通过化合物浓度梯度实验,从浓度维度验证靶点的剂量依赖性。

TPP-ITSA(等温位移分析):简化流程,在单温度(建议48-56℃)刺激下比较蛋白变性水平差异,仅需6-10个样本,适合高通量筛选。

TPP-PISA(蛋白质组积分溶解度改变):简化流程,将多个温度点样本混合检测,通过累计定量差异(ΔSm)筛选靶点,仅需6个样本(含三次重复)。

LiP-MS与TPP技术原理互补:TPP可检测活细胞内的药物作用,更接近生理状态;LiP-MS在体外非变性条件下进行,直接结合信号更纯净。两种技术联合使用取交集靶点可大幅降低假阳性率。

四、中药靶点及作用机制研究一站式解决方案

该方案专为中药(天然产物复方)研究设计,采用“高通量筛选+生物信息学挖掘+关键信号通路验证”的经典研究范式。核心参数:项目周期仅需1个月,经费约3万元,覆盖中科院2区文章约90%工作量(3区文章全部工作量),包含7大分析模块、25+项分析内容,交付4组核心组图,从实验设计到文章见刊最快4个月。

4.1 三步法技术路线

第一步:锁定“谁进了门”——被吸收的活性成分。借助TCMSP(中药系统药理学数据库)筛选活性成分,通过SwissTargetPrediction等数据库预测潜在靶点,绘制药物-成分-靶点网络图。

第二步:找到“钥匙对应的锁”——直接结合的蛋白靶点。采用LiP-MS技术在体外筛选中药成分的直接结合靶点,结合多数据库功能蛋白注释,给出推荐蛋白靶标列表。

第三步:看清“锁被怎么动了”——治疗机制解析。设置对照组、疾病造模组、给药治疗组三组实验,通过高分辨质谱测定蛋白丰度动态变化,取药物靶点∩疾病靶点∩治疗靶点的交集精准缩小核心靶点范围,结合功能富集分析和分子对接揭示关键信号通路。

4.2 七大分析模块

药物基本信息总览:活性成分筛选、药物-成分-靶点网络图。

药物靶点:LiP-MS直接结合靶点筛选(火山图、热图)、数据库联合分析、推荐靶标列表。

疾病靶点:差异蛋白火山图与热图、KEGG/GSEA富集分析、TTD/OMIM/GeneCards数据库联合分析。

治疗靶点:给药组差异蛋白分析、Mfuzz聚类图、三组靶点交集韦恩图。

互作网络分析:药物-成分-靶点-疾病网络构建与拓扑分析,识别核心活性成分和关键靶点。

功能富集分析:GO(BP/MF/CC)和KEGG通路富集分析,揭示关键信号通路。

分子对接:核心靶点与排名前3的活性成分结合亲和力计算(结合能<-5 kcal/mol为良好结合)及三维结构可视化。

4.3 实验设计与送样要求

实验分组:野生型对照组(3只/皿)、疾病模型组(6只/皿)、给药治疗组(3只/皿)。细胞样本每组至少3个重复,动物样本每组至少5个重复,临床样本每组至少10个重复。

送样量:组织不少于100 mg/样本,细胞不少于1个10 cm皿(约10⁷细胞)/样本,血浆不少于100 μL/样本,中药汤剂上清不少于1 mL。建议保留额外备份用于WB/ELISA等验证实验。

五、交付内容标准

谱度众合所有天然产物靶点筛选服务均以“完整、可追溯、可直接用于论文发表”为交付标准,LiP-MS/TPP服务交付四大板块:

蛋白质组学检测及质控结果:肽段长度分布、电荷分布、酶切类型分布等质控数据,以及蛋白肽段鉴定信息表。典型项目可定量到34053条unique肽段,归属4455种unique蛋白。

差异分析及候选靶点筛选结果:肽段/蛋白定量差异火山图(Volcano Plot)、定量热图(Heatmap),直接给出推荐靶标列表。

生信功能分析与潜在靶点挖掘:GO/KEGG/Reactome富集分析、PPI网络分析、从AnimalTFDB4/PhosphoSitePlus/TCDB/TTD/CellChatDB等数据库进行功能蛋白注释挖掘。

靶蛋白结构分析与分子对接:差异肽段在蛋白序列上的标注、分子对接结合能计算及三维结合模式可视化。

中药一站式解决方案额外交付7大分析模块的完整结果和4组核心组图。所有项目均完整交付原始数据和分析过程,文件夹清晰分类,可追溯、可复核,完全符合学术出版的数据公开要求。报告参照SCI格式撰写,提供中英文对照的方法学描述和结果描述。

六、核心优势

数据驱动,保障阳性结果:采用高通量无偏见筛选的数据驱动策略,无需预设靶标分子,直接筛选潜在结合靶点,有效避免假设驱动研究的阴性结果风险。

无需修饰,简单便捷:LiP-MS和TPP技术均无需设计合成分子探针,提供野生型细胞/组织和天然产物分子即可开展实验,大幅降低实验门槛。

真实直接,结果可靠:使用天然产物原分子在体外直接进行结合实验,得到的是直接结合靶点信息,而非纯数据库预测的推测性结果。

全蛋白组覆盖,无偏见筛选:一次实验可同时检测数千种蛋白质,实现治疗靶点与脱靶靶点(Off-target)的全覆盖。

直接结论,推荐靶标:通过比较筛选、生信分析和数据库挖掘,报告直接给出推荐的靶点列表清单,降低从海量数据中筛选靶点的经验门槛。

快速高效,周期可控:中药一站式解决方案从收到样本到交付报告仅需1个月,从实验设计到文章见刊最快4个月。相比之下,一款创新药从研发到获批平均成本约25.58亿美元,周期超过10年。

一站式服务,专家护航:每个项目配套资深学术顾问和生信专家,从实验设计到文章见刊全程保驾护航。

数据完整,无科研诚信风险:所有原始数据和分析过程完整交付,可追溯、可复核,杜绝数据造假可能。实验性研究相比纯数据库挖掘方法更易受到学术杂志认可。

七、成功案例

案例一:双嘧达莫老药新用治疗ARDS(LiP-MS技术)

安徽医科大学研究团队利用谱度众合LiP-MS药物靶点筛选服务,在A549细胞(肺癌人肺泡上皮细胞系)中筛选出与双嘧达莫(Dipyridamole, DIPY)直接结合的47种蛋白质(58条差异肽段)。项目交付后,谱度众合资深工程师与客户深入沟通,结合铁死亡(Ferroptosis)研究方向,从差异蛋白中识别出关键靶点SOD1(超氧化物歧化酶1)。客户后续通过CETSA(细胞热转移实验)、DARTS(药物亲和反应靶标稳定性)、SPR(表面等离子共振,KD=8.83 μM)、酶活性检测、基因敲除/过表达等多层面实验,证实DIPY直接结合并激活SOD1,通过SOD1/CREB1/HMOX1通路抑制铁死亡。该成果于2024年10月发表于《Theranostics》(IF=12.4,JCR Q1区/中科院医学1区)

案例二:左归丸治疗早发性卵巢功能不全(中药一站式方案)

湖北中医药大学研究团队基于谱度众合中药靶点及作用机制研究一站式解决方案,通过真实实验数据锁定了左归丸治疗早发性卵巢功能不全(POI)的关键靶点C9蛋白(补体成分9)及其调控的补体通路(Complement Pathway)。这是基于真实实验数据的发现,而非纯数据库挖掘的推测性结果。

案例三:补肺益气汤治疗肺纤维化(中药一站式方案)

研究团队通过分析给药后蛋白质组的动态变化,发现补肺益气汤通过调控自噬(Autophagy)与糖酵解(Glycolysis)通路发挥抗肺纤维化作用,系统阐明了该方剂的作用机制。

此外,谱度众合在中药现代化研究领域的创新成果获得了权威媒体关注。2026年3月3日,中共武汉市委机关报《长江日报》以“全力冲刺开门红”专栏形式,在纸媒要闻版面重磅报道了公司的中药靶点筛选创新技术,由中国新闻奖获得者王恺凝记者采写。

八、结语

从经验到科学,从“黑箱”到“全景图”,谱度众合的天然产物靶点筛选解决方案正在用现代科学语言阐释传统天然产物的智慧。公司创始人陈希博士表示:“我们做的不是用西医标准衡量中医,而是用先进工具揭示天然产物的科学内涵。”

无论您研究的是单一活性成分还是复杂中药复方,无论您需要的是直接结合靶点筛选还是完整的机制解析,谱度众合都能为您提供成熟、高效、可信赖的技术服务。公司服务网络覆盖全国主要城市及长三角核心区域,并延伸至海外多个国家和地区,让每一位科研工作者都能享受到专业的质谱技术服务,助力科研成果更快、更好地发表。

谱度众合(武汉)生命科技有限公司

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以上内容仅供参考

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