基于细胞的药物筛选与分析服务

背景^[1-6]

基于细胞的药物筛选与分析服务作为一种大规模的、系统生物学的手段，基于细胞的药物筛选可以在活细胞中对化合物的作用进行检测和评估，进而筛选出更为有效和安全的药物。细胞水平的药物筛选是更接近生理条件的一种药物筛选模型，其模型是拟设计药物作用的靶细胞，应用细胞培养技术获取所需细胞，将这些细胞与候选化合物相互作用，通过与生化水平筛选类似的检测技术测定化合物的作用能力，从而对化合物进行筛选。优点：细胞水平的药物筛选模型更接近生理条件，筛选的准确率更高，但是需要建立细胞模型，操作更复杂，成本更高，数据之间的平行性较差，另外由于技术的限制，有些靶标还不能进行细胞水平的药物筛选。

基于细胞的药物筛选分析，其包括以下步骤：

1. 在培养环境中培养细胞群体，

2. 依据所述细胞类型、所述细胞的生理特性、所形成组织的生理特性、原料药的作用方式和培养环境中的至少一种来界定至少两个监测时间点，

3. 至少在一个治疗时间点将原料药施加至培养细胞，

4. 至少在所述两个监测时间点监测所述原料药对细胞或所形成组织的影响。

基于细胞的药物筛选与分析服务包括多种高通量筛选、高内涵筛选、剂量药效分析、特异性分析、选择性分析等。

1.高通量筛选

高通量筛选（High-Throughput Screening,HTS）是指在分子水平或细胞水平上，通过微板的形式、自动化的操作系统和灵敏快速的检测仪器进行实验操作和结果数据的采集，可以在同一时间对大量样品进行检测并通过以计算机对实验数据进行分析处理，得到大量有意义的数据。我们的高通量设备可以使用384孔板，运用多种检测技术如化学化光、荧光、吸光度等，在分子或细胞水平甚至在3D培养的细胞模型上对化合物的渗透性、稳定性、代谢途径、代谢产物、细胞毒性等进行大批量地检测。

2.高内涵筛选

高内涵筛选（High-Content Screening，HCS）是一种基于细胞成像和多参数数据分析的技术，其强大的分析软件可以同时监测和分析单细胞水平的多个参数，目前在生命科学和新药筛选领域具有非常广泛的应用。高内涵筛选可以在保持细胞结构和功能完整的前提下，同时检测化合物对比细胞形态与数目、细胞核大小与形状、细胞膜通透性、线粒体膜电位、细胞色素C释放等方面的影响，在单次实验中即可获得大量的、直观的数据，并可以全面监测和评估待测化合物的细胞毒性及其作用机制，大大优于常见的单终点检测方法。

高通量筛选作为药物筛选的一种方法，它并不是一种万能的手段，特别是在中药研究方面，其局限性也是十分明显的。首先，高通量筛选所采用的主要是分子、细胞水平的体外实验模型，因此任何模型都不可能充分反映药物的全面药理作用；其次，用于高通量筛选的模型是有限的和不断发展的，要建立反映机体全部生理机能或药物对整个机体作用的理想模型，也是不现实的。

应用^[7-9]

基于细胞的药物筛选与分析服务可用于药物开发和设计：

在稳定表达TFEB-GFP细胞系的构建及促TFEB入核药物筛选的研究中构建稳定表达TFEB-GFP的HeLa细胞系，并利用其筛选促进转录因子EB(TFEB)入核药物．利用分子生物学技术成功构建了重组表达载体pLVX-AcGFP1-N1-TFEB，并进行慢病毒包装，进而侵染HeLa细胞，通过嘌呤霉素筛选阳性单克隆细胞株．采用荧光显微镜技术及免疫印迹技术(Western blot)证实稳定表达TFEB-GFP细胞株构建成功。

利用该细胞模型筛选得到促TFEB入核药物盐酸舍曲林(Sertraline HCl)，此药物能够促进转录因子TFEB靶基因的表达，并促进细胞自噬．MTT实验表明Sertraline HCl抑制肿瘤细胞活力，其对肿瘤细胞的杀伤作用可能是通过其激活自噬引起的。

参考文献

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