膜蛋白难靶点，1天锁定510个阳性克隆 —— 以GPNMB为例：光电镊单细胞筛选平台从8018个单细胞中一步筛出候选

2026-09-30

前言

2023年，多项肿瘤领域研究证实，GPNMB在三阴性乳腺癌、黑色素瘤、肺癌等多种实体瘤细胞表面高表达，可介导肿瘤免疫抑制，是抗体药物、ADC、CAR-T细胞治疗极具潜力的靶点。临床样本发现，GPNMB高表达的肿瘤，更容易出现免疫检查点抑制剂耐药，靶向GPNMB的抗体能够阻断相关信号，解除肿瘤对免疫细胞的抑制。

2024年，脑转移相关研究进一步拓展GPNMB的应用边界：GPNMB阳性循环肿瘤细胞可破坏血脑屏障，促进肿瘤向脑部转移；外周血GPNMB水平，可作为肿瘤脑转移无创液体活检标志物，为患者提前预警脑转移风险。

2025年，更多研究验证GPNMB在自身免疫、代谢疾病中的多重价值。除神经退行性病变与动脉粥样硬化外，GPNMB还参与调控骨代谢、组织修复；同时，GPNMB靶向抗体的开发热度持续走高。

2026年，Cell、Nature、Nature Cancer三篇顶刊接连发表GPNMB相关研究，使其成为肿瘤免疫治疗领域热门的新靶点之一。

热度之下，真正考验平台能力的是：如何把一个有潜力的膜蛋白靶点，转化为可开发的功能抗体。高效筛选分泌GPNMB特异性抗体的浆细胞，是整个靶点转化链条的关键卡点。

本文先简要梳理GPNMB的研究背景，再重点介绍微纳动力基于光电镊技术完成的GPNMB抗体筛选实验。

GPNMB:一个“结构合适”但“不好做”的膜蛋白靶点

人GPNMB（Q14956）是I型单跨膜糖蛋白，长度572个氨基酸；胞外区为23–498位，跨膜区为499–519位，胞质区为520–572位。N端包含信号肽，较大的胞外结构域位于细胞外，C端为较短的胞质尾部。

这一拓扑结构使其具备典型的作为细胞表面抗体靶点的结构基础。与此同时，GPNMB主要作为细胞表面膜蛋白发挥作用，同时也可在特定胞内膜性区室中检测到，UniProt资料显示其还可定位于早期内体膜和黑色素体膜。

2026年三篇顶刊，从不同角度验证了它的价值：

期刊	核心发现
Cell	AI辅助靶点发现流程筛出GPNMB，GPNMB CAR-T在多种小鼠模型中显效
Nature	胶质母细胞瘤中GPNMB为"双区室靶点"，可同时靶向肿瘤细胞与免疫抑制性髓系细胞
Nature Cancer	MiT/TFE融合驱动实体瘤（ASPS / tRCC）中表达高且稳定，首例人体研究观察到疾病稳定

三项研究虽然疾病背景不同，但共同指向了GPNMB的几个特征：

可及性--它是细胞表面可利用的膜蛋白，满足CAR-T等靶向策略的基本要求;
广谱性--并非只出现在某一种肿瘤，Cell的研究在多种血液系统肿瘤和实体瘤模型中进行了验证;
表达稳定性--在特定疾病中表面表达较高且相对稳定，如ASPS;
双区室可能--在胶质母细胞瘤中同时存在于肿瘤细胞与髓系细胞，形成"双区室"靶向的空间。

但热度不等于成药性。

三篇研究也共同提示:GPNMB不是"万能靶点”。它的价值取决于在哪些疾病、哪些细胞群、哪些药物形式下值得开发--而这个判断，在抗体发现阶段就需要更完整的功能信息来支撑。

而膜蛋白恰恰是抗体发现里非常难的一类：用重组可溶性抗原筛出来的抗体，未必识别膜上的天然构象。这正是GPNMB从"热门靶点"走向“可开发分子"的第一道坎。

微纳动力的筛选思路：光电镊单细胞功能筛选

对GPNMB这类膜蛋白靶点，抗体发现的筛选逻辑正从传统的"先结合、后验证"，转向"结合信息与功能信息前移" 。

光电镊技术利用动态光场产生的介电泳效应，对微尺度目标进行非接触式操控。在抗体发现中，它的价值不止于搬运细胞——而是有机会把单细胞操控、成像记录、功能检测和阳性回收串联起来，在单个细胞层面保留完整信息链：单细胞来源 → 抗体序列 → 功能表型。

以GPNMB为靶点的抗体筛选全流程

△ 微纳动力自研的光电镊芯片上分布上万个微米级独立腔室，可实现单B细胞隔离、功能检测以及阳性细胞导出

我们基于光电镊平台，搭建了如下GPNMB特异性抗体筛选流程：

样本制备

获得小鼠脾细胞，提取PBMC后进行浆细胞富集。

单细胞导入

细胞导入芯片，并在光电镊的作用下将单细胞批量导入至对应微腔，并建立细胞与后续检测结果之间的对应关系。

△单细胞导入芯片（实验实拍图）

GPNMB特异性筛选

利用GPNMB抗原微球检测体系，筛选能够分泌特异性抗体的单细胞。

△抗体、抗原微球与荧光二抗特异性结合，在微腔出口处，形成“开花”的聚集现象（实拍图）

△ 抗体、抗原微球与荧光二抗结合，在微腔出口附近形成“开花”现象（示意图）

阳性单细胞定向导出

将满足筛选标准的单细胞导出至PCR管或96孔板，保留单细胞来源信息。

△导出满足筛选标准的细胞（实验实拍图）

单细胞扩增与序列获取

进行单细胞裂解、RT-PCR扩增和测序，获得抗体重链和轻链序列。

重组抗体验证

构建重组抗体表达载体，经体外表达制备重组抗体，开展抗原结合活性验证。

每一步都保留单细胞来源信息，使后续重组表达、序列获取与功能验证可逐一对应，显著降低候选分子开发的不确定性。

实验成果

本轮实验中，我们利用上述流程，从8018个细胞中筛选出510个GPNMB抗原阳性细胞，阳性率约6.4%。

从样本上样到阳性单细胞完成定向导出，全程耗时约1天。

这些阳性单细胞已定向导出并保留来源信息，后续扩增测序与重组抗体验证正在进行中。

本轮结果初步验证了光电镊单细胞筛选在GPNMB这类膜蛋白靶点上的可行性与效率，也为后续获得高质量、可溯源的候选抗体序列打下基础。

结语：把"靶点热度"转化为"开发确定性"

GPNMB已具备ADC、CAR-T等多模式研究基础。但决定其药物价值的，不只是"在哪里表达、表达多少"，而是"表达是否稳定、能否被具体药物形式有效利用"。

对光电镊单细胞平台而言，能够在筛选阶段就回答的问题是:

抗体识别什么表位？
能否识别天然构象的GPNMB(而非仅重组抗原)？
在不同表达水平的细胞上是否保持结合？
是否发生内化、是否具有适合ADC的胞内运输特征？
是否与正常组织产生明显交叉反应？

把这些问题尽可能前移，正是我们开展GPNMB抗体筛选的出发点，也是下一步工作的重点。

关于微纳动力

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参考文献（向上滑动查看更多）

[1] UniProt Consortium. GPNMB_HUMAN (Q14956), Transmembrane glycoprotein NMB. UniProtKB/Swiss-Prot. https://www.uniprot.org/uniprotkb/Q14956/entry.

[2] The Human Protein Atlas. GPNMB (ENSG00000136235), tissue and cell type expression data.
[3] Baker DJ, Frommer LM, Uslu U, et al. AI-driven discovery of GPNMB CAR T cells as a multi-cancer therapy. Cell. 2026;189(13):3871–3882.e12. DOI: 10.1016/j.cell.2026.06.002.

[4] Savage N, Grewal S, Shaikh MV, et al. Dual tumour–myeloid targeting of glioblastoma with GPNMB CAR-T cells. Nature. 2026;656:1013–1022. DOI: 10.1038/s41586-026-10641-1.

[5] Zemp FJ, Breckenridge Z, Song H, et al. GPNMB-directed CAR T cell therapy against MiT/TFE-family fusion-driven solid tumors. Nature Cancer. 2026;7:1189–1207. DOI: 10.1038/s43018-026-01194-3.

[6] Rose AA, et al. Glycoprotein NMB as a novel marker of poor prognosis and a potential target for antibody-drug conjugate therapy in breast cancer. Cancer Research. 2010;70:8883–8892. DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-10-1623.

[7] HSP90 inhibitors induce GPNMB cell-surface expression by modulating lysosomal positioning and sensitize breast cancer cells to glembatumumab vedotin. Oncogene. 2022. DOI: 10.1038/s41388-022-02206-z.

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膜蛋白难靶点，1天锁定510个阳性克隆 —— 以GPNMB为例：光电镊单细胞筛选平台从8018个单细胞中一步筛出候选

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