药物靶点筛选不迷路！TPP 热蛋白组分析 4 大技术选型指南
所属分类： 技术干货
发布时间： 2025-10-30
概要： 赶快跟丸子一起了解热蛋白组分析（Thermal proteome profiling, TPP）技术这个靶点研究的 “破局神器”—— 不用依赖抗体，不用预设靶点，靠 “蛋白耐热性” 就能无偏筛出药物的 “真命天子”，还能顺带理清作用网络！
做药物研发、机制研究的科研人，谁没踩过这些坑？筛了上百种化合物，却拿不准哪个是真靶点；好不容易锁定候选，作用机制又绕得晕头转向；样本量少、经费有限，想做高通量筛选更是难上加难！赶快跟丸子一起了解热蛋白组分析（Thermal proteome profiling, TPP）技术这个靶点研究的 “破局神器”—— 不用依赖抗体，不用预设靶点，靠 “蛋白耐热性” 就能无偏筛出药物的 “真命天子”，还能顺带理清作用网络！
但 TPP 家族藏着 4 大核心技术，那他们各自适配怎么样的应用场景呢？今天就带大家用 “技术性格 + 场景匹配 + 顶刊案例” 的干货组合，吃透 TPP 技术选择逻辑，不管是初筛化合物、深析机制，还是临床样本分析，都能找到专属方案～
一、先搞懂：TPP 的核心逻辑是什么？
TPP 的本质是 “看蛋白热稳定性变化”—— 小分子（比如药物）和蛋白结合后，会让蛋白更 “耐热”（热稳定性提升），加热后不容易变性沉淀。通过质谱定量不同条件下的可溶性蛋白，对比 “有药” 和 “没药” 的差异，就能无偏倚找到潜在靶点～
【简单说：蛋白越耐热，越可能是药物的 “真命天子”】
二、TPP 家族 4 大核心技术：性格 + 用法全解析
经典款 1：TPP-TR（温度梯度型）
“细节控侦探”
核心定位：
主打 “全面性”，收集全温度点数据，像侦探查案不放过任何细节，适合深入解析机制。
原理+流程：
❶ 固定药物浓度，样本分 8-10 个温度梯度（37℃→60-70℃）加热；
❷ 离心收集各温度点的可溶性蛋白；
❸ 质谱定量后，绘制 “可溶性丰度 - 温度” 热溶解曲线，计算熔解温度（Tm，蛋白可溶性剩 50% 的温度）；
❹ 对比药物组 vs 对照组的 Tm 差异（ΔTm），找稳定性变化的蛋白。
图1. TPP-TR实验流程示意图
技术优势：
● 信息最全：不仅能得 Tm 值，还能看曲线形态（比如双峰提示蛋白多构象）；
● 适用范围广：活细胞、裂解液、体内环境都能用；
● 可靠性高：成熟方法，案例多，结果说服力强。
适用场景：
● 全面鉴定药物直接靶点 + 间接作用蛋白；
● 解析药物对蛋白复合物、信号通路的影响；
● 样本充足、追求深度机制研究时优先选。
文献实例：
Science（2014）| Mikhail M. Savitski 团队：用 TPP-TR 分析 K562 细胞，成功鉴定出激酶抑制剂 staurosporine 的 50 + 个靶点，不仅包含已知激酶，还意外发现非激酶靶点（如亚铁螯合酶 FECH），为药物脱靶效应研究提供了关键线索。
经典款 2：TPP-CCR（浓度梯度型）
“量化达人”
核心定位：
主打 “定量性”，聚焦药物浓度与蛋白稳定性的关系，精准评估亲和力。
原理+流程：
❶ 固定一个最佳温度（略高于蛋白 Tm），样本用一系列浓度药物处理（含 0 浓度对照）；
❷ 离统一加热后收集可溶性蛋白；
❸ 质谱定量后，绘制 “可溶性丰度 - 药物浓度” 剂量响应曲线，计算 EC50（半数有效浓度）。
图2. TPP-CCR实验流程示意图
技术优势：
● 能定量：给出 EC50 值，可比较不同药物对同一靶点的亲和力，或同一药物对多靶点的选择性；
● 重复性高：单一温度减少变量，数据波动小；
● 可与 TPP-TR 联动：先靠 TPP-TR 筛候选靶点，再用 TPP-CCR 精准量化。
适用场景：
● 先导化合物优化（比较不同类似物的靶点结合强度）；
● 多靶点药物的选择性评估；
● 需要剂量依赖数据（如解释药效与浓度关系）时。
文献实例：
Nature Protocols（2015）| Holger Franken 团队：研究 HDAC 抑制剂 panobinostat 时，先用 TPP-TR 锁定 HDAC1/2/6 等候选靶点，再用 TPP-CCR 测定其对这些靶点的 pEC50 值，结果与已知 IC50 数据高度吻合，还意外发现新靶点 TTC38 的剂量依赖稳定化现象。
简化款 1：ITSA（等温位移型）
“效率派选手”
核心定位：
主打 “高通量”，单温度点直击要害，省去多温度繁琐操作，适合大规模初筛。
原理+流程：
❶ 预实验确定一个最佳温度（略高于靶点 Tm）；
❷ 药物组 vs 对照组仅在该温度下加热；
❸ 离心收集可溶性蛋白，质谱定量比较两组丰度差异；
❹ 药物组可溶性显著更高的蛋白，即为潜在靶点。
图3. TPP-ITSA实验流程示意图
技术优势：
● 效率拉满：无需构建热溶解曲线，样本量和质谱时间减少 75%，相同时间可处理 4 倍以上样本；
● 灵敏度高：变量少，统计检验效能强，能检测到小幅度稳定性变化；
● 适用灵活：细胞裂解液、活细胞均适用。
适用场景：
● 化合物库高通量初筛（快速找出有相互作用的候选分子）；
● 样本量有限时（如临床活检组织）；
● 已知靶点验证或类似物平行测试。
文献实例：
Communications Biology（2020）| Kerri A. Ball 团队：用 ITSA 分析广谱激酶抑制剂 staurosporine，在 K562 细胞裂解液和活细胞中，鉴定出的激酶靶点数量比传统 TPP 方法多 51%-82%，还成功验证了 FECH 等非激酶靶点，证明其在靶点筛选中的高效性 。
简化款 2：PISA（积分溶解度型）
“大规模筛选神器”
核心定位：
主打 “超高通量 + 低成本”，混合多温度点数据，用“积分效应”快速筛靶点。
原理+流程：
❶ 药物组 vs 对照组各分多个温度加热；
❷ 同一组内所有温度点的可溶性蛋白混合为一个样本；
❸ 质谱定量后，比较两组混合样本的蛋白丰度差异；
❹ 丰度显著更高的蛋白，即为因药物结合而稳定的靶点（多个温度点的稳定化效应叠加）。
图4. TPP-PISA实验流程示意图
技术优势：
● 通量极高：大幅减少质谱运行次数和标记试剂消耗，单批次可处理大量样本；
● 分析简单：无需拟合熔解曲线，直接比较丰度即可；
● 灵敏度不打折：积分效应提升信号，鉴定靶点数量是传统 TPP 的 2 倍以上。
适用场景：
● 大规模药物筛选（同时评估多个化合物对同一蛋白组的作用）；
● 多条件平行比较（如不同组织、细胞系的靶点差异）；
● 样本或经费有限时。
文献实例：
Nature Communications（2024）| Tanveer Singh Batth 团队：用 PISA 分析大鼠多器官提取物（肝、脾、肾、大脑海马体等），成功鉴定出 staurosporine 的 133 个激酶靶点，还发现器官特异性靶点；同时验证了常用抗炎药布洛芬的新靶点 Pirin，为药物重定位研究提供了新思路。中药成分治其他病的可能。
三、场景匹配指南：按需选技术，不做无用功
四、TPP 拓展应用：不止于药物靶点
除了核心 4 种技术，TPP 还在不断 “升级”，解锁更多技能（基于 TPP 核心原理延伸，对应：
● 2D-TPP：温度 + 浓度双梯度，绘制 “稳定化曲面”，更精准区分直接 / 间接靶点；
● 亚细胞 TPP：结合细胞器分离，研究线粒体、细胞核等特定区域的靶点；
● 体内 TPP：动物给药后取组织分析，反映药物在体内的真实靶点谱；
● 蛋白互作分析：通过热稳定性变化推断蛋白 - 蛋白相互作用（如复合物解离）；
● 翻译后修饰分析：检测磷酸化、乙酰化等修饰对蛋白稳定性的影响。
四、结语
看完这篇，相信你对 TPP 四大技术的选型已经心中有数：TPP-TR 是 “细节控”，适合深钻机制；TPP-CCR 是 “量化师”，精准比亲和力；ITSA 是 “效率王”，高通量初筛首选；PISA 是 “性价比神器”，多样本、少经费也能 hold 住！
TPP 最迷人的地方，就是打破了 “盲目筛选” 的困境，用 “热稳定性” 这把通用钥匙，解锁靶点发现的捷径。不管你是刚入门的科研新人，还是深耕多年的资深研究者，选对 TPP 技术，都能让靶点筛选提速、机制研究提质，少走无数弯路～
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谱度众合 ：最经典、主流的药物靶点筛选技术——TPP热蛋白组分析
✔ 全面直接筛选真实药靶组合：蛋白质组水平筛选药物结合的蛋白靶点，全面覆盖治疗靶点与脱靶靶点；使用药物分子本体进行试验，无需设计合成分子探针，药靶结合更真实
✔ 多种数据分析策略：结合蛋白热变性曲线分析和非参数分析方法（NPARC），全面捕获潜在药物靶点
✔ 多种生信分析数据库挖掘辅助筛选：对潜在药物靶点进行生信分析与数据库挖掘，辅助最终药物靶点的确认
✔ 多种衍生技术可选：除常规温度范围（TPP-TR）、药物浓度范围（TPP-CCR）、两者结合（2D-TPP）的常规热蛋白组分析方法外，还可进行单温度点（ITSA）、多温度点混合（PISA）等高通量热蛋白组分析方法
谱度众合是一家由武汉大学博士团队创办的科研服务企业，我们专注于利用质谱技术服务于生物标志物、药物靶点筛选、基础研究等蛋白质研究领域，我们在本专业细分领域持续深耕十几年，针对具体研究场景开发多种面向具体研究目的和论文发表需求的服务产品，助力于客户更轻松更高效的完成科研目标。
参考文献
[1]Savitski MM, Reinhard FB, Franken H, et al. Tracking cancer drugs in living cells by thermal profiling of the proteome. Science. 2014;346(6205):1255784. doi:10.1126/science.1255784（TPP-TR 经典案例，K562 细胞药物靶点分析）
[2]Franken H, Mathieson T, Childs D, et al. Thermal proteome profiling for unbiased identification of direct and indirect drug targets using multiplexed quantitative mass spectrometry. Nat Protoc. 2015;10(10):1567-1593. doi:10.1038/nprot.2015.101（TPP-TR/CCR 实验流程与数据分析，panobinostat 靶点研究）
[3]Ball KA, Webb KJ, Coleman SJ, et al. An isothermal shift assay for proteome scale drug-target identification. Commun Biol. 2020;3(1):75. Published 2020 Feb 14. doi:10.1038/s42003-020-0795-6（ITSA 技术开发与验证，staurosporine 靶点鉴定）
[4]Batth TS, Locard-Paulet M, Doncheva NT, et al. Streamlined analysis of drug targets by proteome integral solubility alteration indicates organ-specific engagement. Nat Commun. 2024;15(1):8923. Published 2024 Oct 16. doi:10.1038/s41467-024-53240-2（PISA 技术优化，大鼠器官药物靶点筛选）
关键词： 药物靶点筛选不迷路！TPP 热蛋白组分析 4 大技术选型指南
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