细胞水平的创新药物靶点研究

传统的针对单一靶点的研究方法已经难以适应一些多基因疾病和病毒感染等相关治 疗药物的研究。而基于细胞的高内涵筛选，通过使用高通量活细胞成像来筛选复杂细胞系统中的化合物，能够实现单细胞水平上对化合物多靶点多参数的同步检测。从细胞水平直接观测被筛选样本对生命功能的影响，更能全面反映生理活性特征。

高内涵意味着丰富的信息，可以获得包括单个细胞图像和各项指标、细胞群体的统计分析结果、细胞数量和形态的改变、亚细胞结构的变化、荧光信号随时间的变化、荧光信号空间分布的改变等各方面的信息。

高内涵筛选可从疾病相关基因调控通路和网络水平上研究药物的作用机制、代谢途径和潜在毒性等；同时，帮助深入了解化合物或亚细胞群复杂的相互作用，使在细胞水平全面评价活性化合物的成药性成为可能。

高内涵筛选克服了常规成像操作繁复、检测速度慢、数据分析复杂的缺点。通过有效结合高速多通道共聚焦成像的检测技术及强大数据分析功能，高内涵细胞成像分析技术能够快速、批量、自动地捕获细胞、亚细胞或组织图像，并对细胞表型进行量化处理，批量实现图片信息到数值信息的转换，以及高通量图像信息的自动提取和分析。

Molecular Devices的ImageXpress Micro Confocal共聚焦高内涵成像分析系统适用于细胞生长、分化、迁移、凋亡等、蛋白表达、信号通路转导、血管生成、细胞周期、表型筛选、细胞毒性检测、3D 细胞球等高内涵成像分析，结合更高速度、灵敏度和分辨率的共聚焦成像。ImageXpress Micro 共聚焦高内涵成像系统针对活细胞或者固定细胞实验，能提供更佳的定量分析能力。

ImageXpress Micro Confocal

共聚焦高内涵成像分析系统

如一项去势抵抗性前列腺癌药物筛选的研究中，构建了一种AR-TIF2位置生物传感器高含量筛选分析方法，该方法需要对图像呈现的表型可以：1）发现能够诱导ARF2 PPI形成的新型激动剂，2）筛选能阻断DHT诱导的AR-TIF2 PPI形成的化合物，3）筛选能抑 制AR跨膜转运的化合物 。该方法使用MD的ImageXpress Ultra系统和分析模块， 对U-2 OS细胞中的AR-RFP和TIF2-GFP生物传感器的表达进行转位定量分析。通过计算TIF2-GFP阳性细胞核内的AF-RFP平均荧光强度来定量评估AR-TIF2的相互作用。

ImageXpress处理的成对组合共感染的

U-2 OS细胞的彩色合成图像

Methods Mol Biol. 2018; 1683: 211–227.

对于影像学方法来说，徕卡显微系统的THUNDER 3D高内涵活细胞培养成像系统亦可进行高通量的药物靶点筛选。 

THUNDER Imager 实验流程

THUNDER最 大的特点是基于宽场成像，采用创新的Computational Clearing技术去除所有厚样本的宽场图像固有的焦外模糊信号。自动识别系统所有位置及光学参数，采用Decision Mask自动根据信噪比与当前光学参数抽出焦面信号。使 3D 样品在基于摄像头的荧光显微镜上依然能高质量地采图。

在等效的方法中，流式细胞仪能够在单细胞水平上对多种化合物效应进行高内涵表征。流式细胞仪可以以每秒数百至数百万个细胞的速度，实现对细胞死活、周期、毒性、蛋白表达等多种快读进行高通量监测。

贝克曼库尔特提供流式细胞术完整解决方案

如流式细胞术能检测不同细胞亚群的胞内蛋白表达。淋巴亚群可以进行的实验包括胞内细胞因子表达和不同的细胞信号表达，从一般的磷酸酪氨酸到特定的磷酸化蛋白。目前最常用的研究T细胞功能的磷酸化蛋白主要是MAP激酶磷酸化合STAT蛋白磷酸化。这些实验对确定的细胞群体对药物作用的评估非常有用。

细胞内蛋白表达流式图

药物对于靶点的作用会通过信号通路网络的变化反应到细胞功能，而细胞的功能会通过活化或者分泌细胞因子的形式反应出来。流式细胞术可以准确的定量分析这些变化程度，进而评估药物对靶点的作用效果与作用程度。

流式细胞术检测细胞活化与功能分析

药物对于靶点的作用反应在体内，功能细胞发挥不同作用，微环境也会随之发生变化。而流式细胞仪也可以对微环境内的细胞因子变化进行检测。

流式细胞术检测细胞因子

贝克曼库尔特本土创新的CytoFLEX系列流式细胞仪拥有高达23个参数的设计，从单激光四色至六激光二十一色保证了优越的检测性能，并且符合FDA 21 CFR Part 11 要求。

CytoFLEX流式细胞仪

配套的DuraClone预制干粉试剂可在常温下长时间保存，能够避免运输与储存不当造成的试剂失效以及减少不同试剂批次的差异。相关软件Cytobank借助机器学习算法，减少人工手动圈门主观误差，让数据分析也实现自动化、智能化，并且提供从原始数据分析到统计结果的一站式解决方案。面对大量的样本，还可以与实验室自动化工作站整合，实现自动化样本制备、处理及分析，减少操作误差，保证结果的稳定性和重复性。

面对不同药物靶点研究挑战，贝克曼库尔特灵活的应对方案

药物靶点的筛选和验证是药物开发过程中一个重要环节，靶点筛选的成功与否直接影响到后期药物的相关研究。丹纳赫生命科学可以提供基因水平、蛋白水平、细胞水平的药物靶点发现及验证工具，提高靶点筛选效率，助力用户加快药物开发速度。