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干货分享 | 激素类药物生物活性检测

2024-08-14
中科新生命
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激素是一类由高度分化的内分泌细胞合成并分泌入血的生物活性物质,它们通过调节各种组织细胞的代谢活动来影响人体的生理活动,如代谢、生长、发育、免疫反应等。重组激素类药物是最早用于临床的治疗性生物技术药物之一,此类药物结构和功能等研究成熟且疗效明确,在重大慢性病、退行性疾病等治疗领域具有不可替代的作用。虽然多数药物已经是上市时间比较长的成熟品种,如重组人胰岛素、重组人生长激素、重组人促卵泡激素等位于第一梯队的品种,其市场开拓潜力依然巨大,我国重组激素类药物市场规模持续增长。重组激素类药物已成为全球销售额仅次于单抗的第二大类治疗性生物技术药物。

 

激素类药物根据其作用机制和生理功能可以分为很多种类型。其中,糖皮质激素类药物如泼尼松,主要作用于肾上腺皮质,具有抗炎、免疫抑制和抗过敏等效果。性激素类药物如雌激素和孕激素,主要调节生殖系统功能和性特征发育。甲状腺激素类药物如甲状腺素和去甲状腺素,主要调节新陈代谢和生长发育。胰岛素及类似物如胰岛素和胰岛素促泌素,主要调节血糖水平。生长激素类药物如生长激素和生长抑素,主要调节生长发育和代谢功能。垂体后叶激素类药物如抗利尿激素和催产素,主要调节尿液排泄和分娩过程。

 

 

 

 

激素类药物生物活性检测原理

细胞增殖法

药物与靶细胞共同孵育,其与靶细胞表面受体相互作用,通过激活或抑制特定的信号通路来干预靶细胞的增殖能力。利用CellTiter-Glo® Luminescent Cell Viability Assay裂解细胞释放ATP,ATP的量与存在的活细胞量成正比,试剂中的荧光素酶在ATP、Mg2+、氧分子共同存在的条件下催化荧光素产生荧光,利用酶标仪检测光信号强弱来评估细胞的数量和活力。

 

报告基因法

以药物作用机制为基础,通过将荧光素酶报告基因与特定靶点的细胞信号通路或生理过程相关的基因连接,并将其转染到细胞内构建稳转细胞株。将药物与稳转细胞株共同孵育,使得药物与特定受体结合。被药物激活的受体可剂量依赖性触发特定信号通路并激活荧光素酶基因的表达。在细胞裂解后,荧光素酶的活性通过测量酶反应产生的荧光值进行定量。药物的活性与荧光素酶的表达量相当,可通过测量产生的荧光值反应待检测药物的活性。

 

 

案例分享

生长激素生物活性检测

人生长激素(HGH)是一种由垂体腺分泌的多肽激素,它在人体内起着关键的调节作用。HGH由191个氨基酸残基组成,是一种大分子蛋白质。它对促进生长和细胞再生具有重要作用,同时也影响着蛋白质合成、脂肪代谢和骨骼肌肉的健康发育,常被应用于治疗生长发育异常以及一些代谢性疾病。人生长激素比活性检测使用Nb2-11细胞株,在无血清的培养条件下通过人生长激素来促进细胞增殖。

胰岛素生物活性检测

胰岛素是由胰脏内的胰岛β细胞受内源性或外源性物质如葡萄糖、乳糖、核糖、精氨酸、胰高血糖素等的刺激而分泌的一种蛋白质激素。胰岛素是机体内唯一降低血糖的激素,同时促进糖原、脂肪、蛋白质合成。胰岛素在与胰岛素受体结合后,通过一系列的结构构象变化,激活胞内酪氨酸激酶,起始胞内信号传导,在生物体内发挥重要的生理功能。胰岛素细胞活性检测使用含有胰岛素受体的H-4-Ⅱ-E细胞,在血清含量极低的培养条件下通过胰岛素来促进细胞增殖。

甲状旁腺激素生物活性检测

甲状旁腺激素(parathyroid hormone,PTH)是甲状旁腺主细胞分泌的碱性单链多肽类激素。PTH通过增加肾脏对钙离子的重吸收与促进骨钙的沉积,在维持血钙平衡中起最主要的作用。PTH可以增加骨密度,降低椎骨等发生骨折的风险;并被批准作为治疗骨质疏松的临床药物。其生物活性检测可使用过表达PTH受体以及荧光素酶的稳转细胞株,被PTH激活的受体可剂量依赖性触发cAMP的产生,细胞内cAMP水平升高则激活荧光素酶基因的表达。通过检测荧光素酶的表达水平反映PTH对细胞的活性。