高内涵分析与药物筛选
药筛名词解释整理
1、药物筛选（drug screening):从天然或合成的化合物中对可能作为药物的物质进行初步生物活性的检测和试验，从中筛选出高效的先导化合物，即具有进一步研究和开发前途的物质，然后对其分子进行结构改造或修饰，以研制出具有新型结构和更强药理作用的新药。
2、药物筛选模型（drug screening model):是用于证明某种物质具有某种药理活性的模型。
这些模型是寻找和发现药物至关重要的条件。
3、受体：能特异性识别生物活性物质和药物等配基物质，并与其结合引起效应的细胞成分，是存在于细胞膜上、胞浆或细胞核内的大分子蛋白质-糖蛋白或脂蛋白。
4、高通量筛选(High throughput screening，HTS)技术是指以分子水平和细胞水平的实验方法为基础，以微板形式作为实验工具载体，以自动化操作系统执行试验过程，以灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据，以计算机对实验数据进行分析处理，同一时间对数以千万样品检测，并以相应的数据库支持整个体系运转的技术体系。
5、高内涵筛选（High Content Screening, HCS）技术是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下，多通道、多靶点同时检测被筛样品对细胞形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响，在单一实验中获取大量与基因、蛋白及其它细胞成分相关的信息，确定其生物活性和潜在毒性的过程。
6、脂水分配系数（lipid-water partition coefficient）P是药物在正辛醇（1-octanol）中和水中分配达到平衡时浓度之比值，即P＝C O /C W，常用log P 表示，log P＝ log（C O/C W）。
7、优势构象（preferential conformation）：理论上一个分子可以有无数构象式同时存在，但由于分子中较大基因（或原子）的立体障碍，一些构象需要克服的立体能垒大而存在的可能性较小，而以分子势能最低的构象存在的可能性最大。
高内涵筛选技术
近年来，高内涵筛选技术不断取得技术突破，如提高检测灵敏度、降低背景噪音、实现多参数同时检测等，使其在生物医学研究中的应用更加广泛和深入。
技术进步
高内涵筛选技术的原理与方法
CATALOGUE
02
原理概述
01
高内涵筛选技术是一种基于细胞功能和表型的高通量、高灵敏度筛选技术，通过对细胞进行多参数、多角度的检测和分析，实现对细胞状态和功能的全面评估。
通过高内涵筛选技术，可以对细胞或组织样本进行多参数、多指标的检测，从而发现新的药物作用靶点。这些靶点可能是一些关键的蛋白质、酶或细胞结构，为新药研发提供了新的方向和思路。
高内涵筛选技术有助于评估药物的毒性和副作用。
在新药开发过程中，药物的毒性和副作用是一个重要的问题。高内涵筛选技术可以对细胞或组织样本进行全面的检测，评估药物的毒性和副作用，为新药的安全性评价提供有力支持。
高内涵筛选技术有助于评估治疗效果和预测复发风险。
在疾病治疗过程中，评估治疗效果和预测复发风险是重要的环节。高内涵筛选技术可以对治疗前后的样本进行检测，评估治疗效果和预测复发风险，为医生制定治疗方案提供有力支持。
总结词：通过高内涵筛选技术，快速检测环境中的污染物。
THANKS
感谢观看
细胞成像
02
高内涵筛选技术利用荧光、化学发光、生物发光等标记技术，对细胞进行多通道成像，获取细胞形态、位置、数量、荧光强度等信息。
数据分析
03
通过对获取的大量图像数据进行处理和分析，提取出与实验目的相关的生物学信息，如细胞增殖、凋亡、自噬等。
实验准备
根据实验目的和需求，选择适当的细胞系、试剂和仪器，制定实验方案和操作流程。
02
数据预处理
对获取的图像数据进行预处理，如去噪、对比度增强、色彩校正等，提高数据质量和可分析性。
药物创新新技术——高内涵药物筛选
药物创新新技术——高内涵药物筛选
药物创新新技术——高内涵药物筛选
作者机构：无
来源：制药原料及中间体信息
年：2006
卷：000
期：007
页码：27-28
页数：2
中图分类：S859.795
正文语种：CHI
关键词：药物筛选;筛选技术;药物创新;数码影像系统;细胞结构;同时检测;相关信息;细胞形态;信号转导;代谢途径
摘要：所谓高内涵筛选，是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下，同时检测被筛样品对细胞形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导等各个环节的影响，在单一实验中获取大量相关信息以确定其生物活性和潜在毒性。
从技术层面而言，高内涵筛选是一种应用高分辨率的荧光数码影像系统在细胞水平上检测多个指标的多元化功能性筛选技术，旨在获得被筛样品对细胞产生的多维立体和实时快速的生物效应信息。
高内涵筛选
Company Logo
高内涵筛选的应用 2、细胞形态学
（1）细胞运动 细胞的运动特性影响细胞的很多生理和病理学过程， 用高内涵筛选直接测定迁移细胞产生的运动轨迹可以分析细胞的运动能 力。 （2）细胞伸展性 高内涵筛选系统检测细胞伸展性并不是测定细胞配体结合力的持久与否，而是通过测定特异底物的吸附和伸展，来反映 细胞的应答能力，这种测定提供了一个对细胞形态学变化所需要的调节 和结构分子进行功能性检测的方法。 （3）神经生长 高内涵筛选技术利用对神经细胞特异性的荧光标记 抗体识别神经细胞，并且用不同颜色的荧光区分神经细胞和其轴突，由 此取代了以往从不同类型细胞的混合体中分离神经细胞这一耗时的步骤， 并且将低了认为误差。
高内涵筛选的应用 4、细胞毒性
高内涵筛选系统中以多参数细胞毒性为基础的检 测方法是应用混合荧光染料，同时快速获取细胞毒 性在细胞核的形态学、细胞膜通透性、溶酶体内的 物质和细胞密度四个特性变化的有关信息。
Company Logo
高内涵筛选的应用
通用性应用 毒性检测应用
神经学应用
肿瘤学应用 信号通路应用 共定位分析
Company
LOGO
高内涵筛选
1 2 3
高内涵筛选的概念
高内涵筛选的优势 高内涵筛选系统的组成
4
高内涵筛选的应用
Company Logo
高内涵筛选的概念
高内涵筛选（High Content Screening,HCS） 是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下，同时 检测被筛样品对细胞形态、生长、分化、迁移、凋 亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响，在单一 实验中获取大量与基因、蛋白及其他细胞成分相关 的信息，确定其生物活性和潜在毒性的过程。
（2）细胞周期 采用高内涵筛选系统的细胞增殖荧光检测方法，通 过引入不同的标记物，处于周期中每一个位置的细胞均可得以分辨。 （3）调节通路 细胞增殖反应也会引起多个通路的激活，应用高 内涵筛选分析方法可同时检测属于不同通路的生物标记物。这一方法的 突出优点在于每种增值标记物可单独分析也可与其他标记物结合起来综 合分析。
高内涵筛选技术PPT课件
化合物筛选
将大量化合物加入微孔板中，观察细 胞对化合物的反应，记录荧光信号变 化，从而判断化合物是否具有生物活 性。
应用领域
药物研发
高内涵筛选技术可用于发现新的药物先导化合物，为药物研发提 供候选药物。
生物科学研究
高内涵筛选技术可用于研究细胞信号转导、基因表达调控等生物学 过程，为生物科学研究提供有力支持。
其他试剂
如酶、缓冲液、染料等，用于 实验操作和样品处理。
实验操作注意事项
保证实验操作的安全性
遵循实验室安全规定，佩戴个人防护装备， 避免交叉污染和意外事故。
保证仪器的稳定性和准确性
定期对仪器进行校准和维护，确保实验结果 的可靠性和准确性。
控制实验条件的一致性
确保实验过程中温度、湿度、pH等环境因 素的一致性，以减小误差和干扰。
案例三：蛋白质组学研究
高内涵筛选技术在蛋白质组学研究中也 有着广泛的应用。通过高内涵筛选技术 ，可以对蛋白质的表达、修饰和相互作 用进行深入研究。
高内涵筛选技术可以对蛋白质进行定量分析 ，同时还可以检测蛋白质的磷酸化、乙酰化 等修饰状态，从而全面了解蛋白质的功能和 活性。
高内涵筛选技术还可以结合基因组 学和蛋白质组学技术，对特定基因 或蛋白质的表达和功能进行研究， 进一步揭示蛋白质的功能和作用机 制。
一种通用编程语言，通过各种库（如NumPy、Pandas、 SciKit-Learn等）可实现强大的数据分析功能。
常用的办公软件，具有基本的统计功能和图表制作工具，适合 小型数据集的分析。
可视化数据分析工具，通过拖放式界面轻松制作各种图表和报 表。
05
CATALOGUE
高内涵筛选技术的应用案例
案例一：药物发现
04 药物筛选
药物筛选肖盛元博士北京理工大学生命学院药物筛选广义：是针对特定的要求和目的，通过适当的方法和技术，在一定的可选择范围内，进行药物优选的过程。
因此，药物筛选包括新药研究过程中的处方筛选，根据特定目的选择符合要求的药物。
狭义：筛选专指采用实验技术进行。
/view/1438772.htm实验方法的目的之一，是便于对科学观察的独立证实。
因此，许多实验技术，包括统计显著性测试、双盲试验或调查问卷的合适短语，旨在将研究中个人偏见的影响减到最小。
怎样当一名科学家——科学研究中的负责行为，〔美〕科学、工程和公共政策委员会，何传启译抗氧化剂的筛选杨芬，检测化合物抗氧化活性的质谱分析新方法研究，中国协和医科大学博士学位论文，导师:再帕尔.阿不力孜，二00七年六月药物筛选模型1、整体动物模型整体动物模型就是以动物作为药物筛选的观察对象，以动物对药物的反应，证明某些物质的药理作用，评价其药用价值。
由于正常动物并不能充分反应药物在病理条件下的治疗作用，在药物筛选中应用更多的是动物病理模型。
理想的动物模型应具备的基本条件是病理机制与人类疾病的相似性、病理表现的稳定性和药物作用的可观察性。
整体动物筛选模型的最大优点是可以从动物身上直观地反应出药物的治疗效果、不良反应以及毒副作用。
由动物模型获得的筛选结果，对预测被筛选样品的临床效果、毒副作用和应用前景具有十分重要的价值。
整体动物筛选法的缺点：由于动物的特殊性，决定了药物筛选过程主要依赖于手工操作，而且只能对有限的样品进行筛选，使动物模型筛选新药具有明显的局限性，效率低、成本高。
糖尿病动物模型由于糖尿病的病因不明，诱发因素较多，因此糖尿病研究所涉及范围较广，而且使用的实验动物种类也较多。
主要用于病因学、遗传学、神经系统、细胞生化及药物鉴定等方面研究以药物筛选和血液生化、病理改变等方面的使用为主糖尿病高脂血症和药物研究糖尿病的病因学及并发症果蝇的IPC和哺乳动物的胰岛β细胞可能来源于一种共同的可以产生胰岛素的祖先神经元。
高内涵药物筛选的信息整合
鼠,留下注射部位有较小稳定肿块的小鼠,并对其注射对照免疫球蛋白或单克隆抗体混合物,以清除CD4+和CD8+T细胞以及中和I FN 。
这些小鼠中60%出现肿瘤的渐进性增长,而对照组小鼠的肿块没有出现增殖。
重复实验结果相似。
更重要的是,抑制自然杀伤细胞的功能不能诱导肿瘤生长,这表明抑制获得性免疫应答对肿瘤的进展能产生影响。
作者使用重排活化基因缺陷(Rag-/-或Rag2-/-)小鼠进一步研究,该小鼠具有先天免疫,但是没有获得性免疫。
当同样注射MCA和单克隆抗体时,只有少部分小鼠出现迟发性肿瘤;大部分小鼠在200d时具有进行性增大的肿瘤。
在200d时对实验小鼠使用CD4,CD8和I FN 抗体后,与野生型小鼠体内的肿瘤相比,生长在缺陷小鼠体内的迟发性肿瘤扩增的时间推后。
这种野生型小鼠免疫抑制后肿瘤扩增较快表明,肿瘤内可能有充分转化的细胞,这些细胞在机体缺少获得性免疫应答时能够进行增殖。
该结论被如下的实验结果进一步证实:来自MCA产生的稳定肿块内的非典型成纤维样细胞注射到R ag2-/-小鼠后能形成肿瘤。
有趣的是,对照组的野生型小鼠也有些出现迟发性肉瘤,这说明该肉瘤可能来自脱离平衡状态的细胞。
与肿瘤免疫编辑相一致,从这些肿瘤分离的细胞应该能够逃避同基因型小鼠的免疫应答,而不同于存在于小肿块内的细胞,后者应能产生免疫原性。
作者也证实了这一推断,他们将来自该迟发性肿瘤的细胞注射小鼠体内后,大部分小鼠都产生肿瘤,而来自小肿块的细胞有51%不能产生肿瘤。
这些结果表明,免疫系统能使肿瘤维持在平衡状态,脱离这一过程的细胞能够逃避免疫应答。
(高 玲摘)046 聚焦2007年度药物安全问题[英]/H ughes B N at R ev D rug D iscov. 2008,7(1). 5~72007年药物安全问题一直占据药学领域的新闻头条,尤其是糖尿病药罗格列酮(rosi g litazone)。
对罗格列酮的心血管安全性荟萃分析提示,它可增加心脏病发作风险。
高内涵在类器官中的应用
高内涵在类器官中的应用
随着生物技术的发展，人们对生物系统的理解越来越深入，同时也发现其中蕴含着许多具有高价值的功能元件，类器官便是其中之一。
高内涵在类器官中的应用因此受到了广泛的关注和研究。
下面将从三个方面来探讨高内涵在类器官中的应用。
一、高内涵在人工器官中的应用
人工器官是一种能够代替失去功能的天然器官的生物医学装置。
而高内涵在人工器官的开发中有着重要的作用。
举个例子，心脏是人体最重要的器官之一，因此在开发人工心脏时，高内涵的细胞或组织是必须的。
研究表明，利用高内涵的细胞构建的人工心脏，可以更好地模拟天然心脏的结构和功能，从而为心脏病患者提供更好的治疗方案。
二、高内涵在药物筛选中的应用
药物筛选是新型药物研发的重要步骤之一，而类器官正是这方面的重要工具。
应用高内涵的细胞或组织构建类器官，可以更准确地测试药物的效果和毒性，从而提高药物研发的成功率和效率。
三、高内涵在生物材料中的应用
生物材料是基于生物体内的材料，能够与人体组织相容，从而具有生物相容性、生物降解性和生物活性等特点。
使用高内涵的细胞或组织作为生物材料，可以大大提高生物材料的生物相容性和生物降解性，同时也有助于增强生物材料的生物活性，促进组织修复和再生，从而推动生物材料在医疗、修复和再生领域的应用。
总之，高内涵在类器官中的应用具有广泛的应用前景，不仅能够提高
人工器官的性能和质量，也能够加速药物研发的进程，同时也有利于生物材料在医疗、修复和再生领域的应用。
随着研究的深入，相信高内涵在类器官中的应用还有着更多的潜力和发展空间。
高内涵筛选
高内涵筛选高通量药物筛选( high throughput screening，HTS)是20世纪80年代中期产生的为寻找先导物针对大量样品进行药理活性评价分析的一种技术手段，在创新药物的研究和开发中发挥了重要作用。
近年来在药物发现领域又出现了一个新概念—高内涵药物筛选( high content screening，HCS) 。
本文就高内涵药物筛选的一些情况作下介绍。
1 HCS概念HCS是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下，同时检测被筛样品对细胞形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响, 在单一实验中获取大量与基因、蛋白及其他细胞成分相关的信息, 确定其生物活性和潜在毒性的过程。
同时, 也是一种应用高分辨率的荧光数码影像系统，旨在获得被筛样品对细胞产生的多维立体和实时快速的生物效应信息, 在细胞水平上检测多个指标的多元化、功能性筛选技术平台。
实际上，高通量药物筛选结果是单一的,而高内涵筛选的筛选结果是多样化的,它以多指标多靶点共同作用为主要特点,涉及的靶点包括胞内成分、细胞的膜受体、细胞器等。
从筛选载体上看，高内涵药物筛选与高通量药物筛选并没有显著的区别，也在微孔板上进行，目前使用较多的是96孔微板。
其优点是它的检测体积并未因检测指标增加而增高，操作步骤同样简单可行、自动化。
更重要的是, 获取信息是以细胞为单位，而不像是以微板孔为单位，这就意味着研究者可以从细胞群体中的各种反应获取信息，而不是像以前那样信息仅仅来源于一个微板孔中的所有细胞的平均反应。
2 HCS系统的组成高内涵药物筛选实际上是样品制备、自动化分析设备、数据处理软件、配套检测试剂、信息学等多方面技术整和的结果，特别是电子荧光显微镜和荧光试剂对高内涵药物筛选方法的建立起到重要作用。
HCS系统主要组成部分是：荧光显微系统、自动化荧光图像获取系统、检测仪器、图像处理分析软件、结果分析和数据管理系统和其它。
第一台高内涵药物筛选设备(ArrayScanÒ and KineticScanTM HCS Reader)是由Cellomics 公司生产，该设备拥有全区域发光的白色光源带、多道滤光片和一个CCD( charge coup leddevices)照相机。
高内涵筛选技术课件
实验操作
样本处理
按照实验方案对样本进行 处理，包括细胞培养、药 物处理、荧光标记等。
检测指标设定
根据实验目的，设定合适 的检测指标，如细胞活性 、细胞增殖、细胞凋亡等 。
实验操作步骤
按照实验方案，进行各项 实验操作，确保每一步操 作准确无误。
数据分析
数据收集
对实验数据进行收集，包括荧光信号强度、细胞形态 变化等。
废弃物存放
将废弃物存放在指定的废弃物存放处，确保 存放安全。
处理记录
记录废弃物的处理方式和结果，以便后续追 踪和管理。
06 高内涵筛选技术 实验结果展示与 交流
结果展示
01
总结词：详细描述
02
实验结果可视化：通过图表、图像等形式展示实验结果，使结果更加 直观易懂。
03
数据解读：对实验数据进行深入分析，解读数据背后的含义和规律。
02 高内涵筛选技术 实验流程
实验准备
01
02
03
实验材料准备
根据实验需求，准备各种 试剂、仪器和耗材，确保 实验顺利进行。
实验设计
根据研究目的和目标，设 计合理的实验方案，包括 筛选条件、实验分组、样 本处理等。
实验人员培训
确保实验人员熟悉实验操 作流程、掌握实验技能， 提高实验效率和准确性。
实验流程
将细胞与药物共孵育，通过荧光染色或标记技术对细胞内 关键分子进行可视化分析，利用高内涵成像系统获取大量 细胞图像，并进行数据分析。
数据分析
通过图像处理和机器学习算法，提取药物处理前后细胞形 态、荧光信号等变化特征，从而推断药物对细胞功能的影 响。
案例二：新药发现与开发
总结词
详细描述
实验流程
高内涵筛选技术注意事项
高内涵筛选技术注意事项
高内涵筛选技术是一种基于细胞的药物筛选技术，它可以同时检测多个药物对细胞的影响，并通过自动化的图像分析技术快速获得大量的数据。
在使用高内涵筛选技术时，需要注意以下几点：
1. 细胞培养：细胞培养是高内涵筛选技术的基础，因此需要保证细胞的质量和活力。
在细胞培养过程中，需要注意细胞的密度、培养基的配方和培养条件等因素，以确保细胞的生长和分化正常。
2. 药物处理：在进行药物处理时，需要根据药物的性质和实验目的选择合适的药物浓度和处理时间。
同时，需要注意药物的溶解性、稳定性和毒性等因素，以确保药物能够均匀地作用于细胞，并不会对细胞造成过度的损伤。
3. 图像获取：高内涵筛选技术通常使用自动化的显微镜和图像分析软件来获取和分析细胞图像。
在进行图像获取时，需要注意显微镜的设置、光源的强度和曝光时间等因素，以确保获得清晰、准确的细胞图像。
4. 数据分析：高内涵筛选技术可以产生大量的数据，因此需要使用合适的数据分析方法和软件来分析和处理数据。
在进行数据分析时，需要注意数据的质量和可靠性，并根据实验目的选择合适的分析指标和方法。
5. 验证和复筛：在进行高内涵筛选技术后，需要对筛选结果进行验证和复筛，以确保筛选结果的准确性和可靠性。
验证和复筛可以使用其他的实验方法和技术，如 Western blotting、ELISA 等。
总之，高内涵筛选技术是一种高效、快速的药物筛选技术，但在使用过程中需要注意细胞培养、药物处理、图像获取、数据分析和验证复筛等多个方面的因素，以确保获得可靠的筛选结果。
高内涵筛选技术应用于药物毒理方面的研究进展
高内涵筛选技术应用于药物毒理方面的研究进展
李毅
【期刊名称】《医疗装备》
【年(卷),期】2015(000)016
【摘要】高内涵筛选技术（HCS）是基于高效新药筛选需求发展起来的一项新技术，基于活细胞、多参数、低成本、高通量及高灵敏度优点，能够快速实现对化合物多种生物活性及毒性的早期快速检测，并且对药物毒理机制研究提供帮助，是药物细胞毒理学研究优秀的技术手段。
目前，HCS 已用于多种靶器官细胞毒性、遗传毒性、神经毒性等的检测以及毒理学分子机制的研究。
【总页数】2页(P17-17,18)
【作者】李毅
【作者单位】武汉市第一医院药学部，湖北武汉 430022
【正文语种】中文
【中图分类】R965.1
【相关文献】
1.高内涵筛选技术的原理及其在生态毒理学的应用 [J], 黄超;言野;李娜;马梅;王子健
2.药物筛选技术的最新进展--高内涵筛选 [J], 孙婉;李敏
3.我国首个高内涵药物筛选技术平台启用 [J], 张骁
4.“第二届全国高内涵药物筛选技术研讨会”在沪举行 [J],
5.高内涵药物筛选技术在国家新药筛选中心启用 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
药物筛选
一．高通量药物筛选在新药研发中的应用高通量药物筛选的原理，就是药物多是通过特异地作用于体内的靶点蛋白质（受体、酶、离子通道等）而重新调整病人的生理状态，达到治疗目的。
该技术是指以分子水平和细胞水平的实验方法为基础，以微板形式作为实验工具载体，以自动化操作系统执行试验过程，以灵敏快速的检测仪器采集实验结果数据，以计算机对实验数据进行分析处理，同一时间对数以千万样品检测，并以相应的数据库支持整体系运转的技术体系。
高通量筛选在创新先导物的发现过程中具有高效、快速、微量等特点。
高通量药物筛选的基本模式是以单一的筛选模型对大量样品的生物活性进行评价,从中发现针对某一靶点具有活性的样品。
随着人类基因组计划的完成,潜在药物靶点不断被发现,新的药物靶点不断出现,不仅为创新药物的发现提供了机遇,也对高通量筛选效率提出新的要求。
1 高通量药物筛选开发新药的基本过程药物筛选与新药发现的基本过程由于高通量筛选获得的结果是分子水平或细胞水平的活性结果，多数情况下只能反映出样品的作用机制的信息，并不能完全证明对某种疾病具有防治作用，这是其与传统筛选方法的重要区别。
传统的药理学研究一般是首先研究其客体作用进而研究作用机制。
而采用高通量筛选方法则是从分子水平开始，这一过程又称作反向药理学。
采用高通量筛选方法发现和开发药物一般要经过药物的初筛和复筛、深入筛选、确证筛选过程。
1.1 初筛和复筛是在分子或细胞水平筛选样品，证明某一样品对该靶点具有药理活性（或亲和力）。
初筛以后，选择具有活性的化合物，采用系列浓度，进行同一模型的复筛，阐明其对该靶点的作用特点、作用强度和量效关系，由此发现活性化合物（样品）。
1.2 深入筛选在初筛和复筛的基础上，将得到的样品，采用与初筛不同但相关的分子、细胞模型作进一步的筛选，包括证明样品的选择性、细胞毒性，以及其他性质。
经过深入筛选，为比较全面地评价活性化合物的药用价值提供更充分的实验资料。
根据这些资料，并结合活性化合物的化学结构、性质特点，进行综合分析，确定在结构和作用方面具有新颖性和开发价值的化合物，作为先导化合物。
走在药物发现前沿的高内涵药物筛选
走在药物发现前沿的高内涵药物筛选
陈伟;王莉莉
【期刊名称】《国际药学研究杂志》
【年(卷),期】2007(034)003
【摘要】高内涵药物筛选已经成为药物发现领域的一个重要部分,在生物医药领域里的重要性日益突显,其广泛应用必然会为药物发现带来新的希望与突破.高内涵药物筛选方法具有许多独特的优势,它使得药物筛选更趋生物化.本文介绍了高内涵药物筛选的发展过程,及其当前和潜在的应用领域,探讨了高内涵药物筛选与其他研发技术手段之间的关系,并就其在新药发现中的作用和前景进行了阐述.
【总页数】4页(P204-207)
【作者】陈伟;王莉莉
【作者单位】军事医学科学院毒物药物研究所,北京,100850;军事医学科学院毒物药物研究所,北京,100850
【正文语种】中文
【中图分类】R914.2
【相关文献】
1.化学技术的前沿——高内涵筛选技术的研究及应用 [J], 赵金伴;喻希
2.基于液质联用技术的盒式给药方法在药物发现早期药代动力学性质筛选的研究与应用 [J], 徐力昆;宋亚彬;王洪权
3.药物筛选技术的最新进展--高内涵筛选 [J], 孙婉;李敏
4.发展亲和质谱技术加速G蛋白偶联受体的配体筛选和药物发现 [J], 张冰洁;水雯
箐
5.高内涵药物筛选技术在国家新药筛选中心启用 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高内涵分析与药物筛选
高分辨率点扫描共聚焦或整合的AF6000宽场系统与LAS AF MATRIX M3智能化自动软件结合，第一次在研究级显微镜上实现了高内涵筛选功能。
用更少的时间和花费进行更多的实验，获取更多研究信息和统计相关数据。
新的实验
可远程控制成像过程，利用计算机
辅助显微镜(CAM)接口以及外接图像
分析软件对细胞分裂相等罕见事件进行探测。
研究人员设计的智能算法可对图像
进行实时分析，系统可在高速预扫
描和高分辨率扫描模式之间自动切
换，以获取目标细胞的图像。
轻松进行自动化高效筛选基础软件模块中包含二维、三维和四维自动化组织切片拼图或多孔板扫描。
单目标追踪、自动对焦和水镜自动补水控制功能保证了结果的真实和准确性。
系统提供了用于共聚焦的五种不同的自动对焦算法。
应用广泛，灵活性强高分辨率硬件与高内涵信息结合
可调节的扫描模板可用于腔室玻片、多孔板以及组织芯片扫描。
多重扫描任务可应用于单个腔室或多孔，对个体实验设计提供最大的自由度。
获取的数据立刻传输到本地服务器以便进行有效分析和存储，开放式显微镜环境(OME)接口自动创建链接到现有的图像分析解决方案——
独立于平台！您可以选择不同的共聚焦显微镜用于HCS A：徕卡宽带共聚焦系统TCS SP5，可以观察微观到宏观样品的T CS LSI，以及简便耐用的TCS SPE。
整合的AF6000宽场系统与全新的CC D和EM
CCD相机配合，提供全自动筛选功能。
高内涵筛选（high content screening, HCS; 或 high content a nalysis,HCA)是指在保持细胞结构和功能完整性的前提下，同时检测样品对细胞形态、生长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导各个环节的影响，确定其生物活性和潜在毒性。
在活细胞自然条件下研究蛋白质功能可以比较准确地了解其生物学特性（如在细胞内的分布转运、表达调控和信号转导等），而新近发展的光学显微技术（尤其是显微荧光定量方法）和与之配套的计算机图像处理及数据分析软件已成为这类研究的基本手段。
高内涵筛选分析正是基于上述科学技术进步而产生的一种全新的新药研究手段。
与分子水平筛选相比，细胞水平的筛选免去了对靶标蛋白的纯化，使靶标蛋白的构象及所处的环境更接近天然的生理状态，同时那些具有细胞毒性和／或不能透过细胞膜的化合物将被排除。
高内涵筛选的原理：
高内涵筛选的仪器一般由白色连续光源、多通道滤光片（适于常用的荧光染料）、显微镜模块和高速高分辨率的CCD照相机进行图像的获取，同时还可以配备细胞培养和自动加样模块进行长时间全自动的实验分析。
基于激光的硬件聚焦系统使得自动对焦在200ms 之内，再结合软件聚焦，完善了对拍摄对象的快速定位和图像获取。
除了图像获取部分外，图像采集、图像分析和数据储存也是高内涵药物筛选设备的主要组成部分。
其中用于图像分析的应用软件大致可以分为两种：一种是针对某类特定生物学反应而设计的专用分析模块，研究人员能够在一定程度上通过修改参数来适应检测精度的需要，另一种为使用者可以根据实验和检测要求自己来设计软件(客户自定义软件),如GE公司的Developer Toolbox,是目前全球唯一一个可以允许用户根据自己细胞系的特点自行创建分析方法，并对细胞图像进行更深层次的区域划分和定义，获得真正量身定做的分析结果的软件，并在2006年获得美国《Scientific Computing》杂志授予的"年度最佳生物图像分析软件奖"。
实施高内涵分析在单位时间里会产生和采集数以万计的图像，必须及时处理和妥善保存。
一个完整的高内涵筛选技术系统应该包括具有一定开放性的数据存储库，对不同来源的实验数据进行统一的分析和管理，同时允许研究人员调取信息，分析研究。
运用高内涵技术进行药物筛选和毒性评估：
目前高内涵筛选技术的应用已经从功能鉴定逐渐拓展到靶点发现、靶点验证、活性初
筛、代谢及毒理等研究领域，显示了巨大的发展潜力。
主要的检测范围包括：靶点激活、细胞凋亡、分裂指数、蛋白转位、细胞活力、细胞迁移、受体内化、核质或者质膜转位、细胞毒性、细胞周期和信号转导等，细分下来可以检测上百种细胞参数指标，其应用几乎涵盖细胞分析的所有方面。
下面通实例来说明高内涵筛选技术在新药开发和药物毒性评估中的强大应用。
建立针对高尔基复合体的药筛模型
高尔基复合体作为细胞内的分泌途径参与到了相应外界刺激中，并且可能根据刺激信号的不同程度来激活修复或者相反的凋亡机制，目前已经被认为是可能的癌症研究和治疗的药物靶点。
目前已经有一些化合物被证明能够引起高尔基复合体的形态变化，因此开发一种能够展示高尔基复合体在不同环境下的多参数形态和组分变化的方法，将对针对其的药物开发提供巨大的帮助。
运用高内涵分析结合多种高尔基组分特异荧光标记能够快速得到极高分辨率的展示高尔基特性的图片。
利用高质量和高通量的图像分析高尔基复合体在不同化合物作用下的结构以及细胞活性从而使得用于筛选促进和拮抗药物的高通量药筛模型得以实现。
细胞毒性分析
药物研发过程中，如果在晚期才发现药物的毒副作用会显著增加项目成本，推迟上市时间，甚至上市后才发现比如心脏毒性造成健康威胁将会面临撤市，造成巨大的经济损失和社会危害。
当前已经实现高通量化的细胞毒性检测技术主要分为两类：a)基于线粒体活性的方法，如MTT法、Alamar B lue法和ATP生物发光法等；b)基于细胞膜通透性的荧光染色法，如Propidium i odide等。
随着对细胞凋亡通路的不断认识，通过不同荧光标记技术判断和区分细胞死亡和凋亡与坏死细胞毒性检测方法已越来越普遍。
虽然荧光显微镜或流式细胞仪配合上述适当的荧光染料是区分凋亡或坏死最常用的手段。
高内涵筛选方法使实现荧光染色检测细胞凋亡高通量化成为可能。
高内涵分析是全自动活细胞分析系统,其全自动位移,全自动聚焦,高速图像获取和全自动软件图像分析是共聚焦显微镜无法比拟的，尤其是利用应用软件,可以通过对不同检测指标展开组合来分析细胞毒性。
2011年GEhealthcare又推出了基于共聚焦系统的高内涵分析系统INCELL6000搭载独有的可变的共聚焦光阑，大大提高了图像质量。
流式细胞仪是对DNA进行荧光探针标记，在高速细胞液流从喷嘴喷出时对荧光信号进行检测并计算细胞相关参数，并不需要成像。
高内涵分析系统采用的是96或384孔板多样品平行数据采集和分析，在样品多时有着明显优势，分析时间要比需要单个样品逐个处理的流式细胞仪快数百倍。
同时基于图像的分析可以对最终结果进行原始图像的追述，大大提高结果的可靠性。
目前，国外许多制药企业对高内涵筛选表现出浓厚的兴趣，全球有数百家新药研究机构启动了这一领域的研究项目。
国外业界人士认为，高内涵筛选不仅能阐明被筛样品与药靶的相互作用关系，而且可同时了解细胞的其他生物学改变，进而研究其对相关代谢途径的影响，并通过观察细胞形态来预测化合物的毒性。
上述高内涵实验技术经过短短数年的
发展已经逐步整合到高通量药物筛选的实践中，并且在仪器制造、图像处理和运转速效等方面都有了进一步的提高。
标记分子、常用试剂的开发也逐渐超越GFP和现有的荧光染料，以便开展更多的活细胞实时检测。
高内涵筛选分析软件更是在数据分析和结果判定方面举足轻重,在药物筛选中起到越来越大的作用。
细胞水平高内涵药物筛选和药物毒性筛选越来越成为新药创制过程中不可或缺的技术选择。