人类基因组 98% 转录产物为非编码 RNA（ncRNA），参与基因调控、细胞周期等核心过程，其失调与癌症、神经退行性疾病直接相关，是新型药物靶点。
 
核糖核酸酶P（RNase P）是一种必需且贯穿所有生命域（细菌、古菌、真核生物）的酶，通过剪切5'端前导序列以催化前体tRNA 的成熟。在RNase P 中，RNA 亚基（RPR）具有催化活性，其结构兼具保守的催化核心与多样化的外周元件，使 RNase P 成为理想的药物靶点。
 
现有RNase P抑制剂如氨基糖苷类及其衍生物、亚甲蓝等酚噻嗪类衍生物、六乙酸酯衍生物及蒽醌类色素。其中氨基糖苷、酚噻嗪为非特异性混杂结合试剂，RNA 靶向选择性差；六乙酸酯及蒽醌类仅可抑制细菌 RNase P，无法直接靶向催化核心 RPR。因此，寻找新型、有效的RNase P小分子化合物抑制剂迫在眉睫。
 
作者单位：美国国家癌症研究所
期刊：Nucleic Acids Research
发表年份：2025年
样本：甲烷短杆菌（Msm）RPR
芯片类型：小分子化合物芯片
芯片点样仪：英国ArrayJet微阵列生物芯片点样仪  
甲烷短杆菌（Msm），广泛存在于肠道中且与多种疾病的发生发展有关。作者首先将Msm RPR 克隆到pBT7质粒表达载体中，并生成 5'-3'延伸变体，通过 T7 RNA 聚合酶进行体外转录反应合成RNA，将其存储在-20°C 备用。
 
随后使用英国ArrayJet微阵列生物芯片点样仪将7300种商品化小分子化合物点印到玻片上，形成高密度化合物微阵列，PBST缓冲液清洗后，孵育Cy5标记的Msm RPR以及对照buffer，结果通过法国Innopsys激光共聚焦荧光微阵列生物芯片扫描分析仪- InnoScan 1100 AL进行小分子化合物芯片扫描和数据分析（激发波长635 nm）。
 
研究发现只有在高浓度的Mg2+作用下，RPR才具有活性；基于此，作者并从中筛选出48种特异性结合的小分子化合物，其大多数为二芳基哌替啶类及其类似物（如图1）。  
对发现的48种小分子化合物进行Msm RPR活性分析，结果显示只有化合物M1和M10对RPR有抑制效果，抑制率分别是30%和12%。同时，通过结构设计和优化对M1进行高纯度合成，对商品M1comm和合成品M1syn进行抑制常数的分析比对，得到抑制常数KI值分别为49±13和17±1 μM，合成品的抑制效果更好。
 
随后对合成的M1与 Msm RPR进行表面等离子共振成像（SPRi）的结合亲和力检测，即在具有光交联表面化学修饰的 Plexera SPRi芯片上制备小分子化合物微阵列芯片，结果发现小分子化合物M1能够抑制Msm RPR的活性，并测得结合常数为8 ± 3 μM。
本研究发现二芳基哌啶化合物M1对 Msm RPR具有良好的抑制作用，且对与其结构类似的Pfu RPR无抑制效果，展现出良好的选择性。这不仅为深入研究Msm RPR的功能和作用机制提供了有力工具，也为开发针对Msm RPR的特异性小分子化合物抑制剂奠定了基础。
 
本研究联合小分子化合物微阵列（SMM）筛选、荧光生物芯片扫描分析和非标记动力学检测（SPRi）技术，成功筛选出与Msm RPR结合的小分子化合物，证明了该策略在筛选与识别小分子方面的有效性，为RNA靶向药物研发提供了新的技术手段和思路。通过小分子化合物微阵列芯片，可以更高效地从大量化合物中筛选出潜在的RNA结合分子，有助于发现更多针对结构化RNA的小分子抑制剂，进一步推动靶向RNA药物的发展。
 
原文链接：https://doi.org/10.1093/nar/gkae1190
制备高密度的微阵列生物芯片，用于小分子化合物/蛋白质/多肽/核酸/多糖超高通量筛选
• 速度快：点样速度可达711个样品点／秒
• 通量高：单次进行18432种不同样品的快速点样，具备128个平行喷点通道 
• 精度高： CV<5%（可实现精准的点上点样，实现微型的点对点ELISA反应）
• 完整的环境控制模块以及防样品蒸发保护（大幅降低点样过程中样品浓度变化的影响）
 
应用方向：
基因芯片：高通量分子互作验证、疾病功能基因检测或筛选等
蛋白质芯片：高通量功能蛋白质筛选、抗原表位筛选、生物靶点筛选等
多糖芯片：进行高通量糖功能学、糖蛋白、植物凝集素等研究
小分子化合物芯片：高通量药物筛选、疾病研究、疾病标志物筛选等
镀金SPRi芯片：高通量分子互作研究等
微孔板芯片：高通量多重因子检测、微型ELISA等
微流控芯片、生物传感器芯片：药物研发、体外诊断、生物半导体研发等
临床快检POCT芯片：抗原抗体检测、过敏原检测、病原微生物检测等