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高通量筛选与药物创新
药物研究是关系人类健康的事业,开发新药可以产生巨大的经济和社会效益,创新药物的研究和开发已经成为医药领域长期的重要课题.新药研究不仅需要依赖坚实的基础研究成果,其自身也具有独特的规律和要求,掌握这些规律和要求,有助于促进创新药物的发现和研究.本文根据相关文献,讨论了创新药物的类型和特点,在此基础上论述了创新药物研究的理论和高通量药物筛选在创新药物研究中的应用.
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老药新用：肿瘤治疗新思路
匹兹堡大学癌症研究中心（UPCI）的研究者惊奇地发现，当肿瘤对标准药物治疗方案产生耐药之后，还有几种药物是值得一试的。研究发表在《癌症研究》杂志，研究展示了如何通过对已经经过FDA批准的药物进行高通量筛选，从而确定能够快速进入临床应用的新疗法。UPCI的病理学助理教授Anette Duensing博士说，“药物再利用以之前的研究和发展为基础，已知详细的药物配方和安全信息，这也就意味着与全新的药物相比，此类药物能够更快的投入到临床试验中去。”
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高通量筛选药动学模型的研究进展
高通量筛选体系在创新药物药动学筛选中的应用是当前新药开发研究的一个重要领域.建立合理的药动学筛选模型不仅可以降低新药开发的成本,并且可以在新药研究早期对其作出正确的评价.本文对当前常用的高通量筛选药动学模型作了简单的回顾,指出了合理的药动学筛选模型在寻找新药过程中的重要性,以及建立药动学筛选模型的紧迫性.
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药物高通量筛选的设计与实施
本文在简要介绍药物高通量筛选体系的基础上,就组建高效能的高通量筛选体系需要关注的因素,如作用靶点、测试方法、检测方法与作用靶点的匹配、关键参数、效能评价等进行了重点阐述,为高通量筛选体系的设计和实施提供了有益的借鉴.
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KCNQ1钾离子通道及其小分子调节剂
KCNQ1钾通道属电压门控Kv7亚家族,主要分布在心脏组织,与其辅助亚基KCNE1形成复合体,介导一种缓慢激活的外向钾电流Iks,在动作电位复极化中扮演重要角色.KCNQ1基因突变可致一种严重的心律失常,即长QT间期综合征.KCNQ1在其他组织亦有分布并参与胰岛素分泌调节和上皮细胞电解质转运等生理过程.作为潜在的药物靶点,KCNQ1的小分子调节剂可能被用来治疗心律失常等疾病.本文综述KCNQ1通道在生理及小分子调节剂方面的研究进展.
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原生质体紫外诱变高通量选育盐霉素高产菌
以白色链霉菌(Streptomyces albus) S-610为出发菌株,利用溶菌酶水解菌丝体细胞壁获得原生质体,然后进行紫外诱变,并通过高通量筛选再生突变株.结果显示,当UV照射原生质体20 s时,细胞正突变率大为24.5％,此时致死率为86.4％.经高通量筛选和摇瓶验证,终筛得3株遗传稳定的高产菌S-612、S-620和S-622,产盐霉素能力较出发菌株S-610分别提高了57.6％、45.5％和69.7％.
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表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂高通量筛选模型的建立
目的:建立表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)酪氨酸激酶(receptor tyrosine kinase,RTK)抑制剂的高通量筛选模型.方法:通过基因工程技术表达EGFR-RTK,ELISA法验证其生物学活性;应用表面等离子共振原理筛选与激酶具有结合活性的化合物.ELISA法检测其生物学活性.结果:在原核表达系统中成功表达具有生物学活性的EGFR-RTK蛋白.将蛋白偶联至生物芯片,阳性化合物EI 188与EGFR酪氨酸激酶结合的Kd值为5.00×10~(-7)mol·L~(-1),IC_(50)为12.37μmol·L~(-1),与预期结果一致.应用该模型筛选31个待测化合物,发现了6个具有结合活性和酶抑制活性的EGFR-RTK抑制剂.结论:成功建立了基于表面等离子共振原理和ELISA法的高通量EGFR-RTK抑制剂的筛选模型,为发现新型酪氨酸激酶抑制剂奠定了基础.
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MC1R拮抗/激动剂高通量筛选体系的建立
目的 建立一种进行MC1R拮抗/激动剂快速、高通量筛选,并对其作用靶点进行初步判断的实验体系.方法 利用稳定表达MC1R和诱导表达荧光素酶的MC1R-6CRE-Luci-CHO和仅诱导表达荧光素酶的6CRE-Luci-CHO细胞株为模型,以luciferin荧光素为底物,NDP-a-MSH为激活剂标准品,Sepiwhite(r)为拮抗剂标准品,用SPSS及Graphpad软件进行数据处理,对其主要参数进行优化.结果 其主要参数优化值:NDP-a-MSH浓度0.5 nmol/L;Sepiwhite(r)浓度25 μmol/L;孵育时间5 h;荧光素用量可从厂商推荐的100 μl降到25 μl.结论 本体系能够对MC1R拮抗/激动剂类药物进行高通量筛选及其作用靶点进行初步判断.
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利用3D打印高通量观察斑马鱼肾小球滤过膜损伤
目的:使用桌面3D打印机制备兼容微孔板和平皿的斑马鱼定向工具,用于观察分析斑马鱼足细胞损伤后表型. 方法:构建足细胞特异性表达硝基还原酶(NTR)的转基因斑马鱼Tg(pod:Gal4;UAS:NTR-mCherry),NTR/MTZ(甲硝唑)系统特异性诱导足细胞损伤,破坏肾小球滤过膜;应用OpenSCAD软件设计模具的3D模型,打印材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯;结合3D模具和全自动体式显微镜对足细胞特异性损伤斑马鱼进行高通量筛查,对水肿比例和严重程度,蛋白尿程度进行定量分析. 结果:桌面3D打印机制备的模具在微孔板或平皿内的琼脂凝胶中形成腔室,可排列48或96个斑马鱼胚胎样本.狭长的微腔确保斑马鱼胚胎方向和体位一致且不易移动.全自动显微镜获取排列在微腔内斑马鱼胚胎的侧面和背面视图,易于观察分析斑马鱼形态、荧光分布和强度. 结论:本研究应用3D打印机制备模具,高通量定位观察斑马鱼水肿率和蛋白尿表型,是斑马鱼肾脏功能研究的有效工具.
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基于细胞模型的高通量药物筛选
随着高通量药物筛选发展的需要,细胞模型在药物筛选中发挥了越来越大的作用.本文综述了细胞模型在药物高通量筛选中的应用.主要介绍了该模型基础上的筛选流程、模型分类及其在实际药物筛选中的应用,并对其相关的检测技术进行了阐述,以及对其发展前景进行了分析.
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荧光检测技术在蛋白酪氨酸激酶抑制剂高通量筛选中的应用
介绍荧光共振能量转移技术、荧光偏振免疫分析技术、荧光素酶-激酶检测技术和毛细管电泳-激光诱导荧光技术在酪氨酸激酶抑制剂高通量筛选模型中的应用情况.蛋白酪氨酸激酶与多种疾病的发生和发展密切相关,通过高通量筛选寻找其抑制剂已成为新药研发的热点之一.荧光检测技术因具有灵敏、易于检测、适于微量化和安全性高等优势,在药物的高通量筛选中被广泛使用.
关键词： 蛋白质酪氨酸激酶抑制剂 高通量筛选 荧光技术 -
新一代分布式计算技术在药物筛选中的应用
概述现代药物筛选方法和新一代分布式计算技术,重点介绍云计算和网格计算技术在药物筛选中的应用,并讨论这些技术在应用过程中存在的问题.药物筛选旨在从大量化合物中发现有活性的化合物,是发现先导化合物和新药的重要途径.药物筛选中数据管理和分析结果为新药研发中先导化合物的发现提供了重要依据.利用新一代分布式计算技术管理和分析实验数据可大大提高效率,降低研发成本、缩短研发周期.
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药物分析技术应用研究新进展
通过对2012年我国学者在国内外发表的有关药物分析技术应用研究论文进行检索和整理,分类综述针对化学药物、基因工程药物以及中药等各类药物或生物样本的过程分析技术、高通量筛选分析技术、固态性质表征分析技术、杂质谱检测分析技术、体内样本分析技术、中药分析技术、生化药物分析技术等的应用研究新进展.
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蛋白定向进化及应用进展
目的 作为对自然进化的体外模拟,定向进化是改进蛋白功能与活性的有效手段.定向进化的成功与否取决于突变体库的多样性以及筛选方法的效率.目前已发展出多种创造和筛选突变体的策略及手段,并将定向进化的对象从蛋白延伸到有机体,使定向进化在许多领域得到了广泛的应用.
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灰毡毛忍冬抑制表皮生长因子受体激酶活性及活性部位UPLC-Q-TOF/MS分析
应用高通量药物筛选技术,筛选发现具有表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)激酶抑制活性的中药提取物,同时采用超高效液相色谱与串联四极杆飞行时间质谱仪联用技术(UPLC-Q-TOF/MS)对其活性部位进行分析和鉴别.灰毡毛忍冬药材经石油醚渗滤、乙醇提取、乙酸乙酯萃取和水煎煮后,得到4个相应的提取部位.采用均相时间分辨荧光(HTRF)法检测抑制EGFR激酶活性,于波长为620和665 nm处测定荧光信号的变化及信号值,计算提取物对EGFR激酶的抑制率.采用Acquity UPLC BEH C18色谱柱,以0.1％甲酸水溶液(A)-乙腈(B)为流动相梯度洗脱,210～ 400 nm扫描,使用ESI离子源,在正离子模式下采集数据.结果显示,灰毡毛忍冬的乙酸乙酯部位显示较强的EGFR激酶抑制活性,IC50为2.027 μg/mL.Q-TOF/MS测定的一级、二级质谱信息及结合文献鉴定灰毡毛忍冬乙酸乙酯提取物中1 1个化合物,其中7个分别是:咖啡酸(caffeic acid),七叶内酯(esculetin),槲皮素(quercetin),3,5-二咖啡酰奎尼酸(3,5-O-dicaffeoylquinicacid),扁柏黄酮(hinoki flavone),绿原酸(chlorogenic acid),β-谷甾醇(β-sitosterol).3,5-二咖啡酰奎尼酸、咖啡酸、扁柏黄酮为灰毡毛忍冬的主要成分,灰毡毛忍冬中含有的酚酸类和黄酮类化合物可能是抑制EGFR激酶活性的主要成分.
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鸡屎藤抑制丁酰胆碱酯酶活性及活性部位的UPLC-Q-TOF-MS分析
应用高通量药物筛选技术,筛选发现具有丁酰胆碱酯酶(BuChE)抑制活性的中药提取物,同时采用超高效液相色谱与串联四极杆飞行时间质谱仪联用技术(UPLC-Q-TOF-MS)对其活性部位进行分析和鉴别.药材经石油醚渗滤、乙醇提取、乙酸乙酯萃取和水煎煮后,得到4个提取部位.采用5,5’-二硫双硝基苯甲酸(DTNB)法检测BuChE活性,于412 nm波长处检测吸收度,计算提取物对BuChE的抑制率.采用ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱,以水-甲醇为流动相梯度洗脱,200 ～400 nm扫描,使用ESI离子源,在正离子模式下采集数据.结果显示,57种中药提取物中,鸡屎藤的乙酸乙酯部位显示较强的BuChE抑制活性,并从其活性部位中分析鉴定出9个化合物,主要成分为环烯醚萜苷类化合物,分别是鸡屎藤苷、鸡屎藤苷酸、甲基鸡屎藤苷、咖啡酸4-O-β-D-吡喃葡萄糖-鸡屎藤苷B和4个未知的环烯醚萜苷类,以及1个黄酮类成分蒙花苷.表明鸡屎藤乙酸乙酯提取部位具有较强的BuChE抑制活性,IC50为12.415 μg/mL,Q-TOF-MS测定的相对分子质量及正离子信息鉴定鸡屎藤乙酸乙酯提取物中主要为环烯醚萜类成分,说明其含有的环烯醚萜苷类为抑制BuChE活性的主要成分,为进一步研究鸡屎藤活性成分奠定基础.
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蛋白质芯片研究进展及应用
蛋白质芯片为高通量并行分析和检测蛋白质提供了强有力的工具.本文较系统地阐述了蛋白质芯片种类、制备、生物样品处理、探针标记和检测方法;同时也讨论了蛋白质芯片技术的应用、存在问题以及发展前景.
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创新药物药动学高通量筛选
高通量筛选体系在创新药物药动学筛选中的应用是新药开发研究的一个重要领域.本文回顾了国外创新药物药动学筛选及高通量筛选体系在药动学筛选中的应用,指出药动学的体外高通量筛选在新药开发研究的早期是一种行之有效的方法,不仅可以降低候选化合物的淘汰率,缩短研究开发的周期,降低开发费用,还可以根据筛选的结果对先导化合物结构改造或修饰提出建议,以获得具有良好药动学特性的新候选化合物.
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以电阻为基础的微电子细胞传感器芯片
由艾森生物(杭州)有限公司和艾康生物技术(杭州)有限公司联合承担的"杭州高通量新药筛选中心"建设了低、中、高三个通量级别的药物筛选平台.2007年3月,艾森生物自主研发并且拥有国际专利的抗肿瘤I类化学新药----氟莱哌素及氟莱哌素注射液正式上报浙江省食品与药物监督管理局申请新药注册,并获得国家食品与药物监督管理局的注册受理号.这是药筛中心的第一个研究成果,该中心的高通量筛选的核心是采用以电阻为基础的装置和检测方法的测试系统.
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改进和创新神经药理学研究方法
神经药理学面临创新性药物研究的任务,系统地改进和创新各种方法,应当引起高度重视.在靶基因寻找和实用化研究基础上,建立以细胞为基础的高通量筛选方法;对筛选出的先导化合物,在不同水平的实验模型上,建立以计算机技术为主的各种客观定量研究方法.建成这两大技术平台将促进基础研究和创新药物研究的进程.
