ArrayJet生物芯片点样仪制备蛋白芯片助力马哮喘研究

2026-06-08 14:01:49, 环亚生物环亚生物科技有限公司

与人类相似，马科动物也会因各种过敏源而罹患严重哮喘（Severe asthma ，简称SA），即非常流行的下呼吸道疾病。虽然已有部分研究表明，SA的诱发与过敏原特异性免疫球蛋白 E（IgE）的表达水平升高相关，并尝试蛋白芯片进行诊断检测，但由于疾病分类的统计方法不明确、测试的过敏原范围有限，无法有效运用。

来自英国诺丁汉大学的一个研究团队在《Journal of Veterinary Internal Medicine》杂志发表了文章《Microarray molecular mapping of horses with severe asthma》。该文作者选取了来自法国、美国和加拿大共35匹马，利用微阵列芯片技术分析统计其血清样本与各种过敏原之间的免疫反应，并基于最小二乘法（PLS-DA）构建一种基于免疫学原理和高通量芯片技术的马匹哮喘检测方案，对环境因素与马匹罹患SA之间的关系进行深入分析。

实验方法

1.样品准备：选取来自法国、美国和加拿大共35匹马（SA 17例，对照组18例）。麻醉后以生理盐水肺泡灌洗的方式收集肺泡灌洗液，采集静脉血提取血清。
2.细胞计数：肺泡灌洗液制备细胞样本，统计灌洗液中的细胞数目并染色分析。
3.蛋白芯片高通量分析：收集来自各种真菌、细菌、花粉、节肢动物和与马环境相关的其他物质的提取物（n=153）和纯蛋白（n=231），利用英国Arrayjet公司的 Ultra Marathon II生物芯片点样仪（对应新型号Mercury 1000-S），将这些提取物和纯蛋白点印在包被硝酸纤维素膜的载玻片上，制备蛋白抗原生物芯片。将步骤1中收集的血清样本与制备的生物芯片杂交，并用生物芯片扫描仪判读杂交结果。
4.采用主成分分析和PLS-DA分析杂交结果。

实验结果

基于PLS-DA 模型，针对不同来源的马匹，首先筛选出了一批与哮喘相关的过敏原，并根据显著性水平进行评分和排名。其次，结合肺泡灌洗液的细胞培养结果，进一步评价了PLS-DA的预测准确性，并用ROC曲线定量。如果ROC曲线下的面积（AUC）等于1，说明判别结果与真实情况完全一致；如等于0，则说明判别结果完全错误；AUC越接近1，说明PLS-DA模型的判断准确率越高。实际结果显示，对于来源于加拿大和法国的马匹，免疫蛋白芯片的预测结果与真实结果一致性很高（AUC分别为0.995与0.867），但对于美国的马匹，AUC仅为0.38，说明结果的准确性不足（可能过敏原范围有限）。（图1）

图1：基于最小二乘法的ROC曲线，蓝色区域为95% 置信区间。（A）加拿大；（B）法国；以及（C）美国。

基于上述结果，结合细胞计数和染色的实验数据，作者得出结论，马匹是否患有SA，环境因素有很大影响。这表现在不同地区的IgE致敏曲线有显著差异，而且不同地区导致SA的过敏原也鲜有交叉，能识别到的共同过敏原只有Hev b 5.0101、Cyn D、Der p 2 和 Rum cr 。是否患有SA，在实际的判断分析过程中，不能忽视马匹来源、马匹个体因素和环境因素的多重影响。同时，蛋白微阵列芯片作为一种新技术，在诊断马的SA疾病中表现出了不错的应用潜力。在今后可以结合其他方法并优化数学模型，以提高鉴定准确率。

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https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10800233/