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阿茲海默症熱門靶點高效檢測試劑
阿茲海默症是最常見的失智症 (dementia) 類型，約佔失智人口總數的六到七成左右，目前全球有超過 5,500 萬人罹患阿茲海默症 [1]。根據世界衛生組織最新統計數據，「阿茲海默症與其他類型失智症」位居全球十大死亡原因第七位，在高收入國家中更是一舉躍居為死亡原因的第二位 [2]，顯示隨著人類壽命延長、人口結構老化，阿茲海默症等老化相關疾病的預防、診斷與治療將變得日趨重要與迫切。目前臨床上仍沒有任何藥物可以根治或是逆轉阿茲海默症病程，所幸在 2021 年六月首個具有清除乙型類澱粉蛋白 (β-amyloid, Aβ) 功能的單株抗體藥物「Aaducanumab」獲得美國食品藥物管理局 (FDA) 上市批准，為阿茲海默症患者們帶來了一線曙光 [3-6]。 針對阿茲海默症研究，過去我們曾經介紹過抗體與 ELISA Kits 等免疫偵測試劑以及動物實驗用影像探針，在這篇文章中我們將介紹適合用來進行高通量藥物篩選與新藥開發的高效檢測試劑。
圖 1﹑觀看影片了解阿茲海默症會對腦部帶來哪些影響與變化。阿茲海默症的典型病理特徵是患者腦部神經元間會出現由乙型類澱粉蛋白 (β-amyloid, Aβ) 堆疊形成的類澱粉斑塊 (amyloid plaques)，以及由 Tau 蛋白在神經元內聚集形成的神經纖維糾結 (neurofibrillary tangles)。這兩者都會破壞神經細胞的訊息傳導功能，導致神經細胞退化、死亡，患者腦部將逐漸萎縮失去記憶思考與活動能力。 © National Institute on Aging (NIA) [3].
針對阿茲海默症研究的熱門靶點，Revvity 公司開發出多款全均質的高效檢測試劑。產品採用 Revvity 獨家專利 Alpha 或 HTRF 生物分子檢測技術，具有極為出色的偵測效能與優勢，包含：樣本需求量低、靈敏度高、流程簡易快速、偵測區間廣、穩定再現性高等。由這兩種技術所衍生設計出的產品常見於阿斯特捷利康 (AstraZeneca)、默沙東 (Merck Sharp & Dohme, MSD)、莫德納 (Moderna)、輝瑞 (Pfizer) 等知名藥廠的研究文獻，品質卓越可靠。 Alpha、HTRF 技術與傳統 ELISA 的區別
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檢測原理與實驗流程（圖 2） Amyloid beta 1-42 HTRF Kit 檢測原理類似三明治法，樣本中的 Aβ (1-42) 會被兩支分別標定有供體螢光 Eu cryptate 和受體螢光 d2 的專一性抗體所辨識。由於抗原與抗體的結合拉近了供體螢光與受體螢光彼此間的距離，在 317 nm 光源激發下，供體螢光所發出的能量 (620 nm) 將能夠轉移到鄰近的受體螢光，激發其產生 665 nm 螢光訊號，訊號強度與 Aβ (1-42) 含量成正比。操作時，僅需在 96-well 或 384-well 微量多孔盤孔洞中依序加入樣本（或標準品）、供體螢光標定抗體與受體螢光標定抗體，於室溫下靜置反應 1 晚即可進行訊號偵測。極簡式流程設計可將實驗操作變異因素降至最低，確保優質的實驗再現性與穩定度。
圖 2﹑Amyloid beta 1-42 HTRF Kit 檢測原理與實驗流程示意圖。 應用實例（圖 3） 分別使用 Amyloid beta 1-42 HTRF Kit 與 Amyloid beta1-40 HTRF Kit 檢測阿茲海默症模式細胞 SH-SY5Y APPsw* 細胞培養液中的人類 Aβ (1-42) 與 Aβ (1-40) 含量。如同預期的，所測得的 Aβ (1-42) 與 Aβ (1-40) 含量皆在 10,000 pg/ml 以上，且 Aβ (1-40) 含量高於 Aβ (1-42)。 *SH-SY5Y APPsw 細胞是一種能夠穩定表現瑞典雙突變型類澱粉前驅蛋白 (amyloid precursor protein, APP) 的人類神經母細胞瘤細胞株。此細胞株是由法國尼斯大學分子及藥理研究所的 Chami Mounia 教授所提供 [7]。
圖 3﹑以 Amyloid beta 1-42 HTRF Kit 與 Amyloid beta1-40 HTRF Kit 檢測 SH-SY5Y APPsw 細胞培養液中的 Aβ (1-42) 與 Aβ (1-40) 含量。
讓 β-Amyloid 檢測結果更準確（圖 4） 在檢測 β-Amyloid、α-Synuclein 這類容易聚集堆疊成團的蛋白質時，由於許多抗原表位 (epitopes) 被遮蓋掉，使得定量結果容易失真造成誤判。要解決這個問題，可以在進行偵測實驗前先使用 Protein Disaggregation Kit 處理樣本，只要 15 分鐘左右就能將聚集成團的蛋白質分解為可溶性的個體蛋白質，使定量結果變得更加準確可信。當然您也可以透過比對分解前後的訊號差異，了解蛋白質的聚集程度。
圖 4﹑Protein Disaggregation Kit 可以將樣本中堆疊聚集的蛋白質分解為可溶性的單個蛋白質，使後續蛋白質定量結果更加準確。 應用實例（圖 5） 具有大量表現 Aβ (1-42) 能力的秀麗隱桿線蟲 (C. elegans) 在經過誘導處理後萃取出蛋白質裂解液，接著先以 Protein Disaggregation Kit 處理樣本，再使用 Amyloid beta 1-42 HTRF Kit 檢測 Aβ (1-42) 含量。結果顯示，唯有經過分解處理的樣本才能明顯區分出誘導處理與未誘導處理兩組樣本的 Aβ (1-42) 表現量差異。
圖 5﹑透過能夠大量表現 Aβ (1-42) 的線蟲樣本，確認經過 Protein Disaggregation Kit 分解處理後，檢測結果將變得更加準確易分析。
除了上述所列的產品，Revvity 研發團隊還推出多款 Alpha Toolbox 與 HTRF Toolbox 試劑，能夠方便您根據研究需求彈性建構出各種偵測平台。例如默沙東藥廠 Angela Marie Jablonski 等人近期發表在《Scientific Reports》的研究論文，就利用 AlphaScreen HA (Hemagglutinin) Detection Kit 組建出可以用來偵測 Tau 蛋白質*二聚體與寡聚體 (Tau dimers and oligomers) 的 Alpha 檢測平台 [8]。 *在此實驗中的 Tau 蛋白質於 C 端帶有 HA 標籤。
圖 6﹑以 Alpha 技術檢測神經元細胞中的 Tau 蛋白質二聚體與寡聚體。 IMAGE © Sci Rep. 2021 Feb 9;11(1):3438. Figure 3a [8]. 若您有興趣進一步了解如何將 Alpha、HTRF 技術應用在您的研究中，歡迎洽詢 Revvity 台灣代理伯森生技。您可透過下方連結瀏覽更多相關資訊：
References
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