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Expanded Application of a Photoaffinity Probe to Study Epidermal Growth Factor Receptor Tyrosine Kinase with Functional Activity
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2022-06-21 , DOI: 10.1021/acs.analchem.2c01340 Hui Deng 1, 2 , Qian Lei 1, 2 , Na Yang 1, 2 , Shengkun Dai 3 , Huipai Peng 3 , Kai Yang 4 , Zhaolin Xiao 1, 2 , Dongpeng Wang 5 , Zhiyi Yu 4 , Nan Li 3 , Weimin Li 1, 2
Analytical Chemistry ( IF 6.7 ) Pub Date : 2022-06-21 , DOI: 10.1021/acs.analchem.2c01340 Hui Deng 1, 2 , Qian Lei 1, 2 , Na Yang 1, 2 , Shengkun Dai 3 , Huipai Peng 3 , Kai Yang 4 , Zhaolin Xiao 1, 2 , Dongpeng Wang 5 , Zhiyi Yu 4 , Nan Li 3 , Weimin Li 1, 2
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The abnormal activation of the epidermal growth factor receptor (EGFR) is strongly associated with cancer invasion and metastasis. Tools and methods are required to study and visualize EGFR activation under (patho)physiological conditions. Here, we report the development of a two-step photoaffinity probe (HX101) by incorporation of a diazirine as a photoreactive group and an alkyne as a ligation handle to quantitively study EGFR kinase activity in native cellular contexts and human tissue slices. HX101 is a multifunctional probe based on the pharmacophore of the EGFR tyrosine kinase inhibitor (EGFR-TKI) and can covalently target the EGFR upon photoactivation. The incorporated alkyne serves as a versatile ligation handle and enables HX101 to introduce distinct reporter groups (e.g., fluorophore and biotin) via click chemistry. With variable reporter tags, HX101 enables visualization and target engagement studies of the active EGFR in a panel of cancer cells using flow cytometry, confocal microscopy, and mass spectrometry. Furthermore, as a proof of concept study, we applied HX101 in stochastic optical reconstruction microscopy super-resolution imaging to study EGFR activation in live cells. Importantly, HX101 was also applied to visualize EGFR mutant activity in tumor tissues from lung cancer patients for prediction of EGFR-TKI sensitivity. Altogether, our results demonstrate the wide application of a selective photoaffinity probe in multi-modal assessment/visualization of EGFR activity in both live cells and tissue slices. We anticipate that these diverse applications can facilitate the translation of a strategically functionalized probe into medical use.
中文翻译：
光亲和探针在研究具有功能活性的表皮生长因子受体酪氨酸激酶中的扩展应用
表皮生长因子受体（EGFR）的异常激活与癌症侵袭和转移密切相关。需要工具和方法来研究和可视化（病理）生理条件下的 EGFR 激活。在这里，我们报告了一种两步光亲和探针 (HX101) 的开发，方法是将二氮丙啶作为光反应基团和炔烃作为连接手柄，以定量研究天然细胞环境和人体组织切片中的 EGFR 激酶活性。HX101 是一种基于 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂 (EGFR-TKI) 药效团的多功能探针，可在光活化后共价靶向 EGFR。掺入的炔烃用作多功能连接手柄，使 HX101 能够通过点击化学引入不同的报告基团（例如，荧光团和生物素）。借助可变报告标签，HX101 可以使用流式细胞术、共聚焦显微镜和质谱法对一组癌细胞中的活性 EGFR 进行可视化和靶向参与研究。此外，作为概念验证研究，我们将 HX101 应用于随机光学重建显微镜超分辨率成像，以研究活细胞中的 EGFR 活化。重要的是，HX101 还被应用于可视化肺癌患者肿瘤组织中的 EGFR 突变活性，以预测 EGFR-TKI 敏感性。总之，我们的结果证明了选择性光亲和探针在活细胞和组织切片中 EGFR 活性的多模式评估/可视化中的广泛应用。我们预计这些多样化的应用可以促进将战略性功能化探针转化为医疗用途。HX101 能够使用流式细胞术、共聚焦显微镜和质谱法对一组癌细胞中的活性 EGFR 进行可视化和靶向参与研究。此外，作为概念验证研究，我们将 HX101 应用于随机光学重建显微镜超分辨率成像，以研究活细胞中的 EGFR 活化。重要的是，HX101 还被应用于可视化肺癌患者肿瘤组织中的 EGFR 突变活性，以预测 EGFR-TKI 敏感性。总之，我们的结果证明了选择性光亲和探针在活细胞和组织切片中 EGFR 活性的多模式评估/可视化中的广泛应用。我们预计这些多样化的应用可以促进将战略性功能化探针转化为医疗用途。HX101 能够使用流式细胞术、共聚焦显微镜和质谱法对一组癌细胞中的活性 EGFR 进行可视化和靶向参与研究。此外，作为概念验证研究，我们将 HX101 应用于随机光学重建显微镜超分辨率成像，以研究活细胞中的 EGFR 活化。重要的是，HX101 还被应用于可视化肺癌患者肿瘤组织中的 EGFR 突变活性，以预测 EGFR-TKI 敏感性。总之，我们的结果证明了选择性光亲和探针在活细胞和组织切片中 EGFR 活性的多模式评估/可视化中的广泛应用。我们预计这些多样化的应用可以促进将战略性功能化探针转化为医疗用途。
更新日期：2022-06-21
中文翻译：
光亲和探针在研究具有功能活性的表皮生长因子受体酪氨酸激酶中的扩展应用
表皮生长因子受体（EGFR）的异常激活与癌症侵袭和转移密切相关。需要工具和方法来研究和可视化（病理）生理条件下的 EGFR 激活。在这里，我们报告了一种两步光亲和探针 (HX101) 的开发，方法是将二氮丙啶作为光反应基团和炔烃作为连接手柄，以定量研究天然细胞环境和人体组织切片中的 EGFR 激酶活性。HX101 是一种基于 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂 (EGFR-TKI) 药效团的多功能探针，可在光活化后共价靶向 EGFR。掺入的炔烃用作多功能连接手柄，使 HX101 能够通过点击化学引入不同的报告基团（例如，荧光团和生物素）。借助可变报告标签，HX101 可以使用流式细胞术、共聚焦显微镜和质谱法对一组癌细胞中的活性 EGFR 进行可视化和靶向参与研究。此外，作为概念验证研究，我们将 HX101 应用于随机光学重建显微镜超分辨率成像，以研究活细胞中的 EGFR 活化。重要的是，HX101 还被应用于可视化肺癌患者肿瘤组织中的 EGFR 突变活性，以预测 EGFR-TKI 敏感性。总之，我们的结果证明了选择性光亲和探针在活细胞和组织切片中 EGFR 活性的多模式评估/可视化中的广泛应用。我们预计这些多样化的应用可以促进将战略性功能化探针转化为医疗用途。HX101 能够使用流式细胞术、共聚焦显微镜和质谱法对一组癌细胞中的活性 EGFR 进行可视化和靶向参与研究。此外，作为概念验证研究，我们将 HX101 应用于随机光学重建显微镜超分辨率成像，以研究活细胞中的 EGFR 活化。重要的是，HX101 还被应用于可视化肺癌患者肿瘤组织中的 EGFR 突变活性，以预测 EGFR-TKI 敏感性。总之，我们的结果证明了选择性光亲和探针在活细胞和组织切片中 EGFR 活性的多模式评估/可视化中的广泛应用。我们预计这些多样化的应用可以促进将战略性功能化探针转化为医疗用途。HX101 能够使用流式细胞术、共聚焦显微镜和质谱法对一组癌细胞中的活性 EGFR 进行可视化和靶向参与研究。此外，作为概念验证研究，我们将 HX101 应用于随机光学重建显微镜超分辨率成像，以研究活细胞中的 EGFR 活化。重要的是，HX101 还被应用于可视化肺癌患者肿瘤组织中的 EGFR 突变活性，以预测 EGFR-TKI 敏感性。总之，我们的结果证明了选择性光亲和探针在活细胞和组织切片中 EGFR 活性的多模式评估/可视化中的广泛应用。我们预计这些多样化的应用可以促进将战略性功能化探针转化为医疗用途。
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