高通量藥物篩選教學(xué)內(nèi)容

1、高通量藥物篩選制藥產(chǎn)業(yè)制藥產(chǎn)業(yè)是高風(fēng)險(xiǎn)、高投人、高回報(bào)的產(chǎn)業(yè)。是高風(fēng)險(xiǎn)、高投人、高回報(bào)的產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前平均每個(gè)新藥上市需耗時(shí)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前平均每個(gè)新藥上市需耗時(shí)712年年.耗資耗資1-1.24億美元，而億美元，而I期臨床試期臨床試驗(yàn)通過(guò)率僅為驗(yàn)通過(guò)率僅為8.3。如何加快新藥發(fā)現(xiàn)。如何加快新藥發(fā)現(xiàn)的速度，增加可進(jìn)人新藥開(kāi)發(fā)階段的新化的速度，增加可進(jìn)人新藥開(kāi)發(fā)階段的新化學(xué)實(shí)體學(xué)實(shí)體(NCE)的數(shù)量，是當(dāng)今新藥研究所的數(shù)量，是當(dāng)今新藥研究所面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn)。面臨的重點(diǎn)和難點(diǎn)。先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)即偶然發(fā)現(xiàn)即偶然發(fā)現(xiàn)藥物篩選，藥物篩選，偶然發(fā)現(xiàn)并不可靠，藥物篩選才是藥物研究中極其偶然發(fā)現(xiàn)并不

2、可靠，藥物篩選才是藥物研究中極其重要的內(nèi)容。重要的內(nèi)容。 創(chuàng)新藥物研究的關(guān)鍵在于藥物的發(fā)現(xiàn)，這已經(jīng)成為不爭(zhēng)創(chuàng)新藥物研究的關(guān)鍵在于藥物的發(fā)現(xiàn)，這已經(jīng)成為不爭(zhēng)的認(rèn)識(shí)，一旦確定藥物的候選化合物的認(rèn)識(shí)，一旦確定藥物的候選化合物. .其研究工作的目標(biāo)其研究工作的目標(biāo)就已經(jīng)明確，研究的方法也就有據(jù)可依。但是，藥物的發(fā)就已經(jīng)明確，研究的方法也就有據(jù)可依。但是，藥物的發(fā)現(xiàn)則是不可控的過(guò)程，具有極大的隨機(jī)性?，F(xiàn)則是不可控的過(guò)程，具有極大的隨機(jī)性。藥物篩選，藥物篩選，就是對(duì)可能作為藥用的物質(zhì)進(jìn)行初步藥理活性就是對(duì)可能作為藥用的物質(zhì)進(jìn)行初步藥理活性的檢測(cè)和試驗(yàn)，以求發(fā)現(xiàn)其藥用價(jià)值和臨床用的檢測(cè)和試驗(yàn)，以求發(fā)現(xiàn)其藥用

3、價(jià)值和臨床用途，為發(fā)展新藥提供最初始的依據(jù)和資料。途，為發(fā)展新藥提供最初始的依據(jù)和資料。根據(jù)所選材料和藥物作用對(duì)象，藥物篩選大致根據(jù)所選材料和藥物作用對(duì)象，藥物篩選大致分為兩類：分為兩類：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)(包括動(dòng)物整體篩選和組織器官篩選包括動(dòng)物整體篩選和組織器官篩選)細(xì)胞分子水平篩選，細(xì)胞分子水平篩選，2種篩選方法的特點(diǎn)優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn) 缺缺 點(diǎn)點(diǎn)舉舉 例例動(dòng)物實(shí)驗(yàn)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)比較反映整體治療作用、比較反映整體治療作用、不良反應(yīng)和毒性作用不良反應(yīng)和毒性作用勞動(dòng)強(qiáng)度勞動(dòng)強(qiáng)度大。技術(shù)大。技術(shù)要求高，要求高，樣品量大樣品量大離體血離體血管試驗(yàn)管試驗(yàn)細(xì)胞分子細(xì)胞分子水平篩選水平篩選能直接反映藥物作用機(jī)能直接反映

4、藥物作用機(jī)理，操作隨機(jī)撼化、隘理，操作隨機(jī)撼化、隘量化、自動(dòng)動(dòng)強(qiáng)度大量化、自動(dòng)動(dòng)強(qiáng)度大不能直接不能直接反映藥物反映藥物作用作用高通量高通量篩選篩選高通量篩選高通量篩選 (high throughput screening)近年來(lái)。細(xì)胞生物學(xué)、分子藥理學(xué)、生物化學(xué)近年來(lái)。細(xì)胞生物學(xué)、分子藥理學(xué)、生物化學(xué)及病理學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，為觀察藥物作用提供及病理學(xué)等學(xué)科的發(fā)展，為觀察藥物作用提供了新的方法，大量分子細(xì)胞水平的藥物篩選模了新的方法，大量分子細(xì)胞水平的藥物篩選模型不斷出現(xiàn)，并應(yīng)用到藥物篩選和研究中，使型不斷出現(xiàn)，并應(yīng)用到藥物篩選和研究中，使細(xì)胞分子水平篩選方法能真正實(shí)現(xiàn)一物多篩和細(xì)胞分子水平篩選方

5、法能真正實(shí)現(xiàn)一物多篩和多物一篩，并配合組合化學(xué)技術(shù)、靈敏的檢測(cè)多物一篩，并配合組合化學(xué)技術(shù)、靈敏的檢測(cè)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)而形成高通量篩選，極大的減少了供試化合物而形成高通量篩選，極大的減少了供試化合物和試劑的用量和試劑的用量(最低用量為最低用量為10L)，降低藥物篩，降低藥物篩選的成本，實(shí)現(xiàn)了每日篩選選的成本，實(shí)現(xiàn)了每日篩選10萬(wàn)化合物的目標(biāo)，萬(wàn)化合物的目標(biāo)，成為新藥發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)大武器。成為新藥發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)大武器。HTS的定義的定義就是以分子細(xì)胞水平的實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，以微就是以分子細(xì)胞水平的實(shí)驗(yàn)方法為基礎(chǔ)，以微型板為實(shí)驗(yàn)工具載體、以自動(dòng)化操

6、作系統(tǒng)執(zhí)行型板為實(shí)驗(yàn)工具載體、以自動(dòng)化操作系統(tǒng)執(zhí)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以靈敏快速的檢測(cè)儀器采集實(shí)驗(yàn)數(shù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以靈敏快速的檢測(cè)儀器采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，據(jù)，以計(jì)算機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，同時(shí)對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的樣品進(jìn)行檢測(cè)。同時(shí)對(duì)數(shù)以萬(wàn)計(jì)的樣品進(jìn)行檢測(cè)。高通量藥物篩選，使藥物篩選的工作進(jìn)入一個(gè)高通量藥物篩選，使藥物篩選的工作進(jìn)入一個(gè)新的階段。高通量藥物篩選的實(shí)現(xiàn)，將會(huì)大幅新的階段。高通量藥物篩選的實(shí)現(xiàn)，將會(huì)大幅度地縮短新藥發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，提高篩選效率，增度地縮短新藥發(fā)現(xiàn)的時(shí)間，提高篩選效率，增加高特異性高生物活性藥物的發(fā)現(xiàn)率。加高特異性高生物活性藥物的發(fā)現(xiàn)率。HTS的組成：的組

7、成：供試的大量樣品供試的大量樣品(即樣品庫(kù)即樣品庫(kù))；分子細(xì)胞水平的特異性體外體內(nèi)篩選模分子細(xì)胞水平的特異性體外體內(nèi)篩選模型；型；高靈敏度檢測(cè)系統(tǒng)；高靈敏度檢測(cè)系統(tǒng)；自動(dòng)化操作系統(tǒng)；自動(dòng)化操作系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集傳輸處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集傳輸處理系統(tǒng)。此外，還有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、組合化學(xué)、此外，還有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、組合化學(xué)、高效天然化合物提取方法等輔助系統(tǒng)。高效天然化合物提取方法等輔助系統(tǒng)。1 供試的大量祥品供試的大量祥品已有的化合物庫(kù)已有的化合物庫(kù)天然產(chǎn)物天然產(chǎn)物組合化學(xué)庫(kù)組合化學(xué)庫(kù) 1.1 已有的化合物庫(kù)已有的化合物庫(kù) 一些大制藥公司搜集大量不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合一些大制藥公司搜集大量不同結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物

8、，如物，如Exielixis公司已建立了一個(gè)超過(guò)公司已建立了一個(gè)超過(guò)2106個(gè)化合物的特大型化合物庫(kù)。這些化合物絕大個(gè)化合物的特大型化合物庫(kù)。這些化合物絕大部分是小分子，容易篩選出具有潛在類似化合部分是小分子，容易篩選出具有潛在類似化合物的合成和篩選。物的合成和篩選。1.2 天然產(chǎn)物天然產(chǎn)物 長(zhǎng)期以來(lái)，植物成分是開(kāi)發(fā)新藥的最重長(zhǎng)期以來(lái)，植物成分是開(kāi)發(fā)新藥的最重要的來(lái)源，如嗎啡、喳琳、喳尼丁和阿要的來(lái)源，如嗎啡、喳琳、喳尼丁和阿托品等均來(lái)自于植物。微生物代謝也是托品等均來(lái)自于植物。微生物代謝也是新藥的一個(gè)重要來(lái)源，如青霉素等。此新藥的一個(gè)重要來(lái)源，如青霉素等。此外，海洋生物占全球生物多樣性的一半

9、，外，海洋生物占全球生物多樣性的一半，估計(jì)有估計(jì)有300萬(wàn)一萬(wàn)一500萬(wàn)，是另一類巨大的萬(wàn)，是另一類巨大的寶藏。寶藏。1.3 組合肽庫(kù)組合肽庫(kù) 組合肽庫(kù)的合成技術(shù)主要采用組合肽庫(kù)的合成技術(shù)主要采用“一珠一一珠一肽肽”，生物學(xué)法和同步合成法，但因肽，生物學(xué)法和同步合成法，但因肽僅僅由僅僅由20種真核氨基酸合成而受限制，種真核氨基酸合成而受限制，篩選方法也僅限于結(jié)合檢測(cè)。篩選方法也僅限于結(jié)合檢測(cè)。2、分子細(xì)胞水平的特異性體外篩、分子細(xì)胞水平的特異性體外篩選模型選模型2.1 分子水平的藥物篩選模型分子水平的藥物篩選模型 這是這是HTS中使用最多的模型。根據(jù)生物中使用最多的模型。根據(jù)生物分子的類型，分

10、子水平的藥物篩選模型分子的類型，分子水平的藥物篩選模型主要分為受體、酶、通道、基因和其他主要分為受體、酶、通道、基因和其他類型的模型，其特點(diǎn)是藥物作用靶標(biāo)明類型的模型，其特點(diǎn)是藥物作用靶標(biāo)明確，應(yīng)用這些模型可以直接得到藥物作確，應(yīng)用這些模型可以直接得到藥物作用機(jī)理的信息用機(jī)理的信息2.1.1 受體篩選模型受體篩選模型 受體篩選模型典型的是受體與放射性配受體篩選模型典型的是受體與放射性配體結(jié)合模型。其過(guò)程一般是讓受體、配體結(jié)合模型。其過(guò)程一般是讓受體、配體、供試化合物和必要的輔助因子一起體、供試化合物和必要的輔助因子一起加入到適當(dāng)?shù)木彌_液中，溫孵一定時(shí)間加入到適當(dāng)?shù)木彌_液中，溫孵一定時(shí)間使結(jié)合反

11、應(yīng)達(dá)到平衡，隨后通過(guò)過(guò)濾分使結(jié)合反應(yīng)達(dá)到平衡，隨后通過(guò)過(guò)濾分離結(jié)合和游離的配體，然后將濾紙烘干，離結(jié)合和游離的配體，然后將濾紙烘干，濾紙上殘留的即為結(jié)合的放射性配體，濾紙上殘留的即為結(jié)合的放射性配體，這可用液體閃爍計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量結(jié)合的放射這可用液體閃爍計(jì)數(shù)來(lái)測(cè)量結(jié)合的放射性配基。性配基。2.1.2 酶篩選模型酶篩選模型 篩選作用于酶的藥物，主要是觀察藥物篩選作用于酶的藥物，主要是觀察藥物對(duì)面活性的影響。根據(jù)酶的特點(diǎn)，酶的對(duì)面活性的影響。根據(jù)酶的特點(diǎn)，酶的反應(yīng)底物，產(chǎn)物都可以作為檢測(cè)指標(biāo)，反應(yīng)底物，產(chǎn)物都可以作為檢測(cè)指標(biāo)，并由此確定反應(yīng)速度。典型的酶篩選包并由此確定反應(yīng)速度。典型的酶篩選包括括3個(gè)部

12、分：個(gè)部分：1)讓被測(cè)化合物在適當(dāng)緩沖液中孵化；讓被測(cè)化合物在適當(dāng)緩沖液中孵化；2)反應(yīng)起始后反應(yīng)起始后(可以加金屬離子或蛋白質(zhì)激可以加金屬離子或蛋白質(zhì)激活劑活劑)可以通過(guò)改變反應(yīng)混合物的溫度，緩可以通過(guò)改變反應(yīng)混合物的溫度，緩沖液的沖液的pH值和酶的濃度來(lái)控制反應(yīng)速度值和酶的濃度來(lái)控制反應(yīng)速度.3)如果是單時(shí)間點(diǎn)數(shù)器，反應(yīng)必須終止，且如果是單時(shí)間點(diǎn)數(shù)器，反應(yīng)必須終止，且需測(cè)量產(chǎn)物的增加和底物的減少。需測(cè)量產(chǎn)物的增加和底物的減少。2.1.3 離子通道篩選模型離子通道篩選模型 Negri (1998)建立了貝類動(dòng)物毒素的建立了貝類動(dòng)物毒素的HTS方法。其作用靶標(biāo)為鈉通道上的蛤方法。其作用靶標(biāo)為鈉

13、通道上的蛤蚌毒素蚌毒素(STx)結(jié)合位點(diǎn)，用放射性配體結(jié)合位點(diǎn)，用放射性配體(3HSTx)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合試驗(yàn)考察受試樣進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合試驗(yàn)考察受試樣品。品。Young等用酵母雙雜交的方法等用酵母雙雜交的方法HTS干擾干擾N型鈣通道民亞單位與型鈣通道民亞單位與1亞單位相互作亞單位相互作用的小分子，尋找新型鈣通道拮抗劑。用的小分子，尋找新型鈣通道拮抗劑。2.2 細(xì)胞水平藥物篩選模型細(xì)胞水平藥物篩選模型 該模型是觀察被篩樣品對(duì)細(xì)胞的作用，該模型是觀察被篩樣品對(duì)細(xì)胞的作用，但不能反映藥物作用的具體途徑和靶標(biāo)，但不能反映藥物作用的具體途徑和靶標(biāo)，只能反映出藥物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)等過(guò)程的綜只能反映出藥物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)等

14、過(guò)程的綜合作用。所以當(dāng)已知單一確切的與治療合作用。所以當(dāng)已知單一確切的與治療相關(guān)的靶標(biāo)后就不適合于初篩。這些模相關(guān)的靶標(biāo)后就不適合于初篩。這些模型中最重要的是報(bào)告基因測(cè)定。型中最重要的是報(bào)告基因測(cè)定。由于轉(zhuǎn)錄因子和基因表達(dá)相關(guān)因子是藥由于轉(zhuǎn)錄因子和基因表達(dá)相關(guān)因子是藥物作用的重要靶標(biāo)，從而出現(xiàn)了報(bào)告基物作用的重要靶標(biāo)，從而出現(xiàn)了報(bào)告基因法。如果把靶基因表達(dá)的調(diào)控序列與因法。如果把靶基因表達(dá)的調(diào)控序列與編碼某種酶活性的基因相連，轉(zhuǎn)入細(xì)胞編碼某種酶活性的基因相連，轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，通過(guò)簡(jiǎn)單地檢測(cè)酶活性的變化，就內(nèi)，通過(guò)簡(jiǎn)單地檢測(cè)酶活性的變化，就可以反映化合物對(duì)轉(zhuǎn)錄因子和基因表達(dá)可以反映化合物對(duì)轉(zhuǎn)錄因子和

15、基因表達(dá)的作用性質(zhì)和程度，一般把這種能間接的作用性質(zhì)和程度，一般把這種能間接反映基因轉(zhuǎn)錄水平的編碼某種酶的基因反映基因轉(zhuǎn)錄水平的編碼某種酶的基因稱為基因報(bào)告法。稱為基因報(bào)告法。在應(yīng)用時(shí)，首先確定構(gòu)建模型所需的調(diào)在應(yīng)用時(shí)，首先確定構(gòu)建模型所需的調(diào)控序列，然后根據(jù)具體情況選擇載體控序列，然后根據(jù)具體情況選擇載體c6I。應(yīng)用最普遍的有熒光素酶基因、應(yīng)用最普遍的有熒光素酶基因、p-半乳半乳糖昔酶基因糖昔酶基因(p-Cal)和氯霉素已酰轉(zhuǎn)移酶和氯霉素已酰轉(zhuǎn)移酶基因基因(CAT)。除了報(bào)告基因法外，還有細(xì)。除了報(bào)告基因法外，還有細(xì)胞增殖測(cè)定、細(xì)胞基礎(chǔ)的生理測(cè)定和黑胞增殖測(cè)定、細(xì)胞基礎(chǔ)的生理測(cè)定和黑色素色素

16、色素色素-易位測(cè)定等。易位測(cè)定等。高靈敏的檢測(cè)系統(tǒng)高靈敏的檢測(cè)系統(tǒng) 為了能夠針對(duì)上述的各種作用靶點(diǎn)，對(duì)大為了能夠針對(duì)上述的各種作用靶點(diǎn)，對(duì)大量化合物進(jìn)行快速、高效、低成本、微量化合物進(jìn)行快速、高效、低成本、微量化的篩選，建立了許多新的檢測(cè)方法，量化的篩選，建立了許多新的檢測(cè)方法，特別是熒光技術(shù)和放射性同位素技術(shù)的特別是熒光技術(shù)和放射性同位素技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，適應(yīng)并加速了應(yīng)用和發(fā)展，適應(yīng)并加速了HTS的發(fā)展。的發(fā)展。3.1 熒光分析法熒光分析法均相時(shí)間分辨熒光分析法均相時(shí)間分辨熒光分析法熒光偏振法熒光偏振法時(shí)間分辨熒光能量傳遞分析法時(shí)間分辨熒光能量傳遞分析法其它熒光光譜法其它熒光光譜法均相時(shí)間分

17、辨熒光分析法均相時(shí)間分辨熒光分析法 均相時(shí)間分辨熒光分析法均相時(shí)間分辨熒光分析法(HTRF)采用脈采用脈沖激光作為光源，激光照射樣品后所發(fā)沖激光作為光源，激光照射樣品后所發(fā)射的熒光是一混合光，但由于待測(cè)組分射的熒光是一混合光，但由于待測(cè)組分的熒光具有特定的衰變期，可根據(jù)時(shí)間的熒光具有特定的衰變期，可根據(jù)時(shí)間變化靈敏地檢測(cè)到待測(cè)樣品的熒光變化變化靈敏地檢測(cè)到待測(cè)樣品的熒光變化而不受其他組分、雜質(zhì)熒光及儀器噪音而不受其他組分、雜質(zhì)熒光及儀器噪音等干擾。這項(xiàng)技術(shù)具有采取均相測(cè)定模等干擾。這項(xiàng)技術(shù)具有采取均相測(cè)定模式，自動(dòng)化，非同位素和使用熒光標(biāo)簽式，自動(dòng)化，非同位素和使用熒光標(biāo)簽等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。熒光

18、偏振法熒光偏振法 熒光偏振熒光偏振 (FP)在分析生物和化學(xué)體系中在分析生物和化學(xué)體系中的分子間相互作用時(shí)是一種強(qiáng)有力的、的分子間相互作用時(shí)是一種強(qiáng)有力的、快速的技術(shù)，它可以根據(jù)示蹤劑在游離快速的技術(shù)，它可以根據(jù)示蹤劑在游離和與靶標(biāo)分子結(jié)合兩種狀態(tài)時(shí)的旋轉(zhuǎn)散和與靶標(biāo)分子結(jié)合兩種狀態(tài)時(shí)的旋轉(zhuǎn)散射系數(shù)的變化加以區(qū)分射系數(shù)的變化加以區(qū)分時(shí)間分辨熒光能量傳遞分析法時(shí)間分辨熒光能量傳遞分析法 是一種雙標(biāo)記方法，其原理是在熒光鍘是一種雙標(biāo)記方法，其原理是在熒光鍘系復(fù)合物和共振能量受體之間的長(zhǎng)范圍系復(fù)合物和共振能量受體之間的長(zhǎng)范圍能量傳遞。能量傳遞。TRET是完全在液態(tài)下進(jìn)行的，是完全在液態(tài)下進(jìn)行的，不需固

19、定相支持和分離步驟，也不需對(duì)不需固定相支持和分離步驟，也不需對(duì)試劑特殊處理、檢測(cè)或沉淀。其優(yōu)點(diǎn)是試劑特殊處理、檢測(cè)或沉淀。其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)減少背景使長(zhǎng)期存在的供體和受體通過(guò)減少背景使長(zhǎng)期存在的供體和受體信號(hào)的時(shí)間門控顯示很高的敏感性。信號(hào)的時(shí)間門控顯示很高的敏感性。其它熒光光譜法其它熒光光譜法熒光共振能量傳遞法熒光共振能量傳遞法(FRET)熒光關(guān)聯(lián)光譜法熒光關(guān)聯(lián)光譜法(FCS) 量子點(diǎn)熒火光譜法量子點(diǎn)熒火光譜法3.2 微型化放射技術(shù)微型化放射技術(shù) 雖然熒光檢測(cè)技術(shù)是雖然熒光檢測(cè)技術(shù)是HTS的發(fā)展趨勢(shì)，的發(fā)展趨勢(shì)，并越來(lái)越受重視，但是放射性檢測(cè)技術(shù)并越來(lái)越受重視，但是放射性檢測(cè)技術(shù)仍然在仍然在HTS

20、中發(fā)揮重要作用，估計(jì)現(xiàn)在中發(fā)揮重要作用，估計(jì)現(xiàn)在仍占仍占HTS量的量的20一一50。 閃爍接近分析法閃爍接近分析法 閃爍接近分析法閃爍接近分析法(SPA)利用含閃爍劑的微小球利用含閃爍劑的微小球(閃爍球閃爍球)，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理這種小球能使靶標(biāo)分，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理這種小球能使靶標(biāo)分子子(抗體，受體蛋白質(zhì)和酶抗體，受體蛋白質(zhì)和酶)偶合到達(dá)其表面偶合到達(dá)其表面.如果以如果以1H或，或，131I標(biāo)記的分子直接或通過(guò)偶合標(biāo)記的分子直接或通過(guò)偶合分子的相互作用結(jié)合到閃爍球表面、當(dāng)它靠分子的相互作用結(jié)合到閃爍球表面、當(dāng)它靠得足夠近以致發(fā)射的能量能激活閃爍球上的得足夠近以致發(fā)射的能量能激活閃爍球上的閃爍劑而產(chǎn)生光信

21、號(hào)，而產(chǎn)生光信號(hào)的多少閃爍劑而產(chǎn)生光信號(hào)，而產(chǎn)生光信號(hào)的多少與標(biāo)記分子結(jié)合到閃爍球上的數(shù)量成正比，與標(biāo)記分子結(jié)合到閃爍球上的數(shù)量成正比，并被閃爍球計(jì)數(shù)器方便的測(cè)量。并被閃爍球計(jì)數(shù)器方便的測(cè)量。3.3 細(xì)胞基礎(chǔ)的放射性技術(shù)細(xì)胞基礎(chǔ)的放射性技術(shù) HTS細(xì)胞分析分為三大類：細(xì)胞分析分為三大類：監(jiān)測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激活細(xì)胞表面的受體的第二信監(jiān)測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)激活細(xì)胞表面的受體的第二信使分析；使分析；在轉(zhuǎn)錄或翻譯水平監(jiān)測(cè)細(xì)胞反應(yīng)的報(bào)告基因在轉(zhuǎn)錄或翻譯水平監(jiān)測(cè)細(xì)胞反應(yīng)的報(bào)告基因分析；分析；探測(cè)細(xì)胞對(duì)外部刺激生長(zhǎng)反應(yīng)的細(xì)胞增殖分探測(cè)細(xì)胞對(duì)外部刺激生長(zhǎng)反應(yīng)的細(xì)胞增殖分析。析。3.4 微流芯片篩選技術(shù)微流芯片篩選技術(shù)近來(lái)，微

22、流芯片的發(fā)展可能會(huì)導(dǎo)致高通量篩選近來(lái)，微流芯片的發(fā)展可能會(huì)導(dǎo)致高通量篩選技術(shù)的新變化。微流芯片技術(shù)利用半導(dǎo)體工業(yè)技術(shù)的新變化。微流芯片技術(shù)利用半導(dǎo)體工業(yè)中的影印石版和蝕刻技術(shù)，在玻璃或熔融石英中的影印石版和蝕刻技術(shù)，在玻璃或熔融石英底物上制作底物上制作10100nm的微流通路，利用電動(dòng)的微流通路，利用電動(dòng)泵和水壓來(lái)控制納升級(jí)的液體流動(dòng)，使樣品的泵和水壓來(lái)控制納升級(jí)的液體流動(dòng)，使樣品的平行處理和減少試劑的消耗，以及同時(shí)完成分平行處理和減少試劑的消耗，以及同時(shí)完成分析檢測(cè)和提高數(shù)據(jù)質(zhì)量成為可能。多種不同分析檢測(cè)和提高數(shù)據(jù)質(zhì)量成為可能。多種不同分析模式已經(jīng)在其原型儀器上證明切實(shí)可行，包析模式已經(jīng)在其

23、原型儀器上證明切實(shí)可行，包括結(jié)合分析，酶分析和細(xì)胞析括結(jié)合分析，酶分析和細(xì)胞析自動(dòng)化操作系統(tǒng)自動(dòng)化操作系統(tǒng) 自動(dòng)化操作系統(tǒng)就是實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化站，其自動(dòng)化操作系統(tǒng)就是實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化站，其基本功能就是自動(dòng)連續(xù)地完成實(shí)驗(yàn)的基基本功能就是自動(dòng)連續(xù)地完成實(shí)驗(yàn)的基本操作，即本操作，即加樣；加樣；稀釋；稀釋；轉(zhuǎn)移；轉(zhuǎn)移；混合，其方式包括震蕩，也可以用加混合，其方式包括震蕩，也可以用加樣器反復(fù)吹洗混合；樣器反復(fù)吹洗混合；洗板，就是用適洗板，就是用適當(dāng)?shù)娜軇┣逑次?；?dāng)?shù)娜軇┣逑次?；溫孵；溫孵；檢測(cè)，檢測(cè)，反應(yīng)體系與一種或多種檢測(cè)儀器相連，反應(yīng)體系與一種或多種檢測(cè)儀器相連，在反應(yīng)完成后進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并自動(dòng)采集在反應(yīng)

24、完成后進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)并自動(dòng)采集儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng) 首先，由檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)采集和記錄數(shù)據(jù)；首先，由檢測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)采集和記錄數(shù)據(jù)；其次，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行其次，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行HTS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，包括析，包括HTS的質(zhì)量評(píng)價(jià)、的質(zhì)量評(píng)價(jià)、HTS活性計(jì)活性計(jì)算方法的選擇和藥物活性數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存算方法的選擇和藥物活性數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存.再次，就是再次，就是HTS報(bào)告的給出最后就是報(bào)告的給出最后就是HTS活性數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和使用?；钚詳?shù)據(jù)庫(kù)的管理和使用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在高通量藥物篩選計(jì)算機(jī)技術(shù)在高通量藥物篩選在高通量藥物篩選中，幾乎全部過(guò)程都在高通量藥物

25、篩選中，幾乎全部過(guò)程都與計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)，如樣品的管理，與計(jì)算機(jī)技術(shù)密切相關(guān)，如樣品的管理，操作過(guò)程的控制，篩選結(jié)果的分析和處操作過(guò)程的控制，篩選結(jié)果的分析和處理等等。計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了高通量藥物理等等。計(jì)算機(jī)技術(shù)促進(jìn)了高通量藥物篩選的實(shí)現(xiàn)；篩選的實(shí)現(xiàn)；此外，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)輔助篩選方此外，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)輔助篩選方法法(又稱理性篩選又稱理性篩選)，在高通量藥物篩選中，在高通量藥物篩選中也逐漸發(fā)揮重要作用。計(jì)算機(jī)輔助篩選也逐漸發(fā)揮重要作用。計(jì)算機(jī)輔助篩選的基本方法是根據(jù)藥物作用靶點(diǎn)與藥物的基本方法是根據(jù)藥物作用靶點(diǎn)與藥物小分子結(jié)合的原理，通過(guò)結(jié)構(gòu)模擬、立小分子結(jié)合的原理，通過(guò)結(jié)構(gòu)模擬、立體

26、結(jié)構(gòu)對(duì)接、分子間能量計(jì)算、分子相體結(jié)構(gòu)對(duì)接、分子間能量計(jì)算、分子相互作用力的預(yù)測(cè)等手段，尋找能夠與特互作用力的預(yù)測(cè)等手段，尋找能夠與特定藥物作用靶點(diǎn)相互作用的小分子結(jié)構(gòu)，定藥物作用靶點(diǎn)相互作用的小分子結(jié)構(gòu)，作為藥物研究的對(duì)象。作為藥物研究的對(duì)象。HTS自提出之日起就顯示了強(qiáng)大的生命自提出之日起就顯示了強(qiáng)大的生命力，近力，近10年來(lái)的發(fā)展更確定了其無(wú)可比年來(lái)的發(fā)展更確定了其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。西方國(guó)家的大制藥公司紛紛擬的優(yōu)勢(shì)。西方國(guó)家的大制藥公司紛紛投入巨資，研究和開(kāi)發(fā)投入巨資，研究和開(kāi)發(fā)HTS技術(shù)并利用技術(shù)并利用它進(jìn)行日常篩選。它進(jìn)行日常篩選。在國(guó)內(nèi)開(kāi)展這方面工作有很大難度。但在國(guó)內(nèi)開(kāi)展這方面工作

27、有很大難度。但是由于其重要性已受到了我國(guó)政府的高是由于其重要性已受到了我國(guó)政府的高度重視，現(xiàn)已建成度重視，現(xiàn)已建成以中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所為依托單位，以中國(guó)科學(xué)院上海藥物研究所為依托單位，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家新藥篩選中心；符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家新藥篩選中心；分別以中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所、醫(yī)藥生分別以中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所、醫(yī)藥生物技術(shù)研究所、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部、福建微生物技術(shù)研究所、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部、福建微生物研究所為依托單位的物研究所為依托單位的4個(gè)新藥篩選重點(diǎn)實(shí)個(gè)新藥篩選重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。驗(yàn)室?！熬盼寰盼濉逼陂g，國(guó)家新藥篩選中心和各新藥篩選重期間，國(guó)家新藥篩選中心和各新藥篩選重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究建立和引進(jìn)微

28、量、快速、簡(jiǎn)便的篩選點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究建立和引進(jìn)微量、快速、簡(jiǎn)便的篩選方法與模型方法與模型400余種，國(guó)家新藥篩選中心建立了一余種，國(guó)家新藥篩選中心建立了一批全新的分子水平和細(xì)胞水平的藥物篩選模型，并批全新的分子水平和細(xì)胞水平的藥物篩選模型，并已投入到高通量藥物篩選中已投入到高通量藥物篩選中.F國(guó)家新藥篩選中心現(xiàn)有高通量篩選模型國(guó)家新藥篩選中心現(xiàn)有高通量篩選模型50種，種，涵蓋蛋白酶、細(xì)胞膜受體涵蓋蛋白酶、細(xì)胞膜受體 和細(xì)胞核受體等分子和細(xì)胞核受體等分子靶點(diǎn)。篩選中心常用的高通量篩選模型舉例如靶點(diǎn)。篩選中心常用的高通量篩選模型舉例如下下：J (1) 人源基質(zhì)金屬蛋白酶人源基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs；結(jié)

29、締組織疾病和腫瘤；結(jié)締組織疾病和腫瘤轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移) J (2) 蛋白酪氨酸磷酸酯酶蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B (PTP1B；糖尿病；糖尿病) J (3) 大腸桿菌、真菌、人源甲硫氨酸氨肽酶大腸桿菌、真菌、人源甲硫氨酸氨肽酶(MetAPs; 腫瘤新生血管生成和病原微生物感染腫瘤新生血管生成和病原微生物感染)；J (4) 蛋白酪氨酸磷酸酯酶蛋白酪氨酸磷酸酯酶(cdc25A, B; 腫瘤細(xì)胞周期調(diào)腫瘤細(xì)胞周期調(diào)控控)；J (5) 雌激素受體雌激素受體a, b、孕激素受體、孕激素受體a, b和雄激素受體（和雄激素受體（前景前景人類基因組計(jì)劃的完成藥學(xué)研究進(jìn)入新的階段人類基因組計(jì)劃的完成藥學(xué)研究進(jìn)入新的階段 人類基因組計(jì)劃的完成，使人類對(duì)生