激酶與訊號傳導的重要性:
掌控超過50%的細胞功能
細胞訊號傳導是生物體運作的核心,如同一張精密的訊息網路,負責接收、傳遞並整合內外訊號,調控細胞生長、分化、代謝及凋亡等關鍵過程。而在這網路中,激酶(Kinase)作為核心驅動者,影響超過50%的細胞功能,是生命科學與藥物研發的焦點。
激酶的核心角色:
透過磷酸化(phosphorylation)將磷酸基團轉移至目標蛋白,改變其結構與活性,從而啟動或抑制下游訊號傳遞。這一過程是細胞對外界刺激(如生長因子或壓力)做出反應的基礎,影響從細胞膜到細胞核的訊號路徑。
激酶調控的磷酸化作用主導多種生命現象,包括:
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- 細胞生長與分化:驅動細胞週期與組織生成
- 代謝調控:平衡能量與物質代謝
- 細胞運動:影響遷移與腫瘤侵襲
- 基因表現:調控轉錄因子的活性
- 細胞存亡:決定凋亡或存活路徑
藥物研發的明星標靶:
激酶在癌症、免疫疾病及代謝性疾病中的異常活性,使其成為藥物開發的熱門目標。目前,已有數十種激酶抑制劑成功上市,顯著改善患者治療成果。然而,精準剖析激酶活性仍是一大挑戰。
激酶在細胞訊號傳導中居核心地位,但傳統研究方法卻難以充分揭示其活性與動態,面臨以下關鍵限制:
活性而非總量難以捕捉:
傳統技術,如西方墨點法(Western blot)或蛋白質體學(proteomics),聚焦蛋白質表現量而非活性。然而,表現量與活性並非總是一致——高表現的激酶可能無活性,低表現者卻可能高度活躍。這種偏差導致無法準確反映細胞內的激酶功能狀態。
覆蓋範圍狹窄:
傳統方法一次僅能分析少數激酶,無法全面描繪整個激酶網路(kinome)的動態。鑑於訊號傳導路徑的高度複雜與互聯,單點研究難以提供系統性洞見。
靈敏度不足:
這些方法往往需要大量樣本,對臨床樣本(通常量少)的應用受限。同時,其靈敏度難以捕捉微弱的激酶活性變化,影響精準性。
缺乏動態觀察:傳統技術多提供靜態的單一時間點數據,無法追蹤激酶活性的即時變化。然而,訊號傳導的快速動態特性要求實時監測才能完整理解。
方法學盲點:以蛋白質豐度為核心的分析忽視了活性層面的訊息,導致對細胞訊號運作的理解存在缺口,尤其在臨床轉化應用中顯得不足。
這些挑戰凸顯了傳統方法的侷限性,亟需更先進的技術來突破瓶頸,實現激酶研究的全面與精準。
PamGene Kinomic Assay 的優勢
直接揭示激酶活性:
有別於僅測量蛋白質表現量,PamGene透過監測peptide磷酸化程度,直接量化激酶活性,精準反映細胞內功能狀態。
高通量全面覆蓋:
單次實驗即可分析數百個激酶,PTK PamChip®涵蓋196個Tyrosine kinase peptide,STK PamChip®涵蓋144個Ser/Thr kinase peptide,實現對整個激酶網路(kinome)的系統性洞察。
超高靈敏度:僅需少量樣本(如數千細胞的lysate),即可完成分析,特別適用於臨床樣本稀缺的情況,提升研究可行性。
即時動態監測:
透過泵送樣品溶液於多孔膜,並搭配CCD相機多曝光成像,PamGene實時追蹤peptide磷酸化變化,捕捉訊號傳導的動態過程。
創新3D微陣列技術:
PamChip®採用專利3D結構,提升peptide濃度與檢測靈敏度,超越傳統平面陣列的極限。
多領域靈活應用:
涵蓋藥物開發、癌症研究、免疫學及疾病診斷等多重場景,滿足學術與產業的多元需求。
晶片上藥理學創新:
支援在lysate中直接測試藥物效應,揭示藥物作用機制,為藥物篩選與優化提供新視角。



藥物開發
PamGene 的應用貫穿藥物研發的多個階段:
- 發現潛在靶點
- 通過比較疾病細胞與正常細胞的激酶活性,研究者能找出異常活躍的激酶。例如,在癌症中,EGFR或PI3K等激酶可能過度活躍,成為藥物設計的理想目標。
- 篩選與優化合物
- PamGene 支持高通量篩選,快速測試大量化合物,找出能抑制特定激酶的候選者,並評估其選擇性與效果。例如,在急性骨髓性白血病(AML)中,可篩選針對FLT3或c-Myc的抑制劑,加速候選藥物的優化。
- 解析藥物作用機制
- 通過觀察藥物處理後激酶活性的變化,研究者可確認靶點與下游效應。例如,藥物BMS-777607與PP2被發現通過抑制Axl與Fyn激酶,減少TNF-α誘導的內皮細胞炎症,進而降低白血球黏附。
- 預測患者反應
- 在臨床試驗中,PamGene 幫助開發生物標記,預測藥物效果。例如,分析患者血液(PBMC)中的激酶活性譜,可判斷免疫檢查點抑制劑(ICI)的療效。研究顯示,黑色素瘤患者若基線激酶活性較高,對CTLA-4抑制劑反應更好;而在非小細胞肺癌(NSCLC)中,VEGF激酶活性與PD-1抑制劑效果相關。
PamGene 在實際應用中展現了靈活性:
癌症治療:篩選抑制EGFR、VEGFR、c-MET、SRC等激酶的化合物,針對多種癌症類型。
白血病療法:聚焦AML,開發FLT3與c-Myc抑制劑。
炎症控制:研究TNFα訊號如何影響Treg細胞中的IL-17表達,為炎症性疾病提供新療法。
免疫療法:與MAINLINE聯盟合作,打造泛癌症激酶活性譜,優化ICI治療決策。
