在體外快速的、高效的、可靠的早期預(yù)測(cè)毒性對(duì)藥物研發(fā)、減少藥物臨床試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。利用現(xiàn)代生命科學(xué)的新進(jìn)展，建立和應(yīng)用新藥臨床前安全性評(píng)價(jià)和毒理學(xué)機(jī)制研究的新技術(shù)、新方法和新模型成為當(dāng)今國(guó)際新藥研發(fā)的新趨勢(shì)。

高內(nèi)涵篩選(HCS)系統(tǒng)可以說(shuō)是自動(dòng)化的高分辨率顯微鏡，這一系統(tǒng)可以對(duì)細(xì)胞形態(tài)或生化特性所發(fā)生的改變進(jìn)行高通量分析。在自動(dòng)化HCS的幫助下，制藥公司能夠快速篩選出毒性小的化合物文庫(kù)，而這也是新藥研發(fā)過(guò)程中的一個(gè)必要步驟。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，HCS系統(tǒng)正在變得更迅速、更靈活也更為靈敏。

最新DNA損傷檢測(cè)法——應(yīng)用ImageXpress Nano成像分析系統(tǒng)

在研究中經(jīng)常會(huì)涉及DNA或染色體的損傷，因?yàn)镈NA損傷與很多疾病的發(fā)發(fā)生有密切的關(guān)系，如遺傳疾病、腫瘤等。放射性輻射、環(huán)境影響或化合藥物等都有可能引起DNA的損傷。之前的研究表明標(biāo)記組蛋白H2AX在絲氨酸139上的磷酸化位點(diǎn)是敏感的可早期預(yù)測(cè)DNA雙鏈斷裂的方法。本文詳細(xì)介紹了自動(dòng)細(xì)胞成像檢測(cè)DNA損傷的實(shí)驗(yàn)方法，細(xì)胞樣品由小分子化合物處理，經(jīng)過(guò)磷酸化組蛋白H2AX免疫熒光染色后成像。另外，實(shí)驗(yàn)中選用了三種細(xì)胞系，CHO、Hela和PC-12，分別加入絲裂霉素和依托泊苷進(jìn)行處理來(lái)檢測(cè)化合物對(duì)其的影響。

優(yōu)勢(shì)

- 細(xì)胞固定后用免疫法對(duì)細(xì)胞核進(jìn)行熒光染色，并成像
- 精確計(jì)算DNA雙鏈斷裂位點(diǎn)
- On-the-fly分析可實(shí)時(shí)得出計(jì)算結(jié)果
- 通過(guò)熱圖顯示陽(yáng)性孔

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活細(xì)胞評(píng)價(jià)細(xì)胞周期抑制劑

監(jiān)測(cè)對(duì)細(xì)胞周期變化的影響對(duì)于腫瘤的發(fā)展及藥物研發(fā)有著重要的作用。例如，已知抑制有絲分裂的化合物大都用來(lái)減緩腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)。活細(xì)胞高內(nèi)涵的篩選已被驗(yàn)證可以區(qū)分細(xì)胞的每個(gè)周期。此技術(shù)結(jié)合BacMam轉(zhuǎn)染系統(tǒng)，可使細(xì)胞表達(dá)兩種細(xì)胞周期相關(guān)熒光融合蛋白。

延時(shí)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)2-3天，細(xì)胞置于ImageXpress^® Micro高內(nèi)涵成像與分析系統(tǒng)的環(huán)境控制艙室中，整個(gè)實(shí)驗(yàn)都可維持活細(xì)胞的正常生長(zhǎng)環(huán)境。按預(yù)先設(shè)置的時(shí)間間隔，同時(shí)獲取明場(chǎng)和熒光的活細(xì)胞圖像。這個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)方案包括了預(yù)置模塊對(duì)延時(shí)拍攝的圖片進(jìn)行分析，基于明場(chǎng)的圖像識(shí)別所有細(xì)胞，基于熒光蛋白的表達(dá)區(qū)分不同的細(xì)胞周期。

優(yōu)勢(shì)

- 活細(xì)胞在儀器內(nèi)持續(xù)生長(zhǎng)觀察長(zhǎng)達(dá)72小時(shí)以上
- 減少實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間
- 明場(chǎng)無(wú)標(biāo)記下識(shí)別細(xì)胞
- 應(yīng)用細(xì)胞周期轉(zhuǎn)染試劑檢測(cè)周期變化

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使用多能誘導(dǎo)干細(xì)胞(iPSC)來(lái)源的肝細(xì)胞球進(jìn)行高內(nèi)涵3D毒性分析

在發(fā)育生物學(xué)和組織生物學(xué)中，3D細(xì)胞球建模方式能夠加快轉(zhuǎn)化研究進(jìn)程。在體外培養(yǎng)，如果將培養(yǎng)的細(xì)胞加入圓底的微孔中，這些富集的細(xì)胞就會(huì)形成離散的球體。這些離散的球體同時(shí)包含了暴露在表面的和深埋在內(nèi)部的細(xì)胞，增殖的和非增殖的細(xì)胞，外面的富氧層和內(nèi)部的缺氧中心�；�于上述特點(diǎn)，與傳統(tǒng)的二維細(xì)胞培養(yǎng)方法相比，這種球體可以更好的模擬組織及個(gè)體的行為特點(diǎn)。因此越來(lái)越受到人們的重視。如何對(duì)3D樣本進(jìn)行更高通量的定量分析成為了熱門研究課題。

在本實(shí)例中，MD公司建立并優(yōu)化了一種分析方法，能夠?qū)θ祟惗嗄苷T導(dǎo)干細(xì)胞來(lái)源的3D肝細(xì)胞球進(jìn)行共聚焦成像和毒性評(píng)估。

優(yōu)勢(shì)

- 使用人類多能誘導(dǎo)干細(xì)胞來(lái)源的肝細(xì)胞形成肝細(xì)胞球
- 對(duì)體外篩選的3D模型進(jìn)行肝毒性評(píng)價(jià)
- 3D圖像分析過(guò)程中對(duì)目標(biāo)樣品進(jìn)行識(shí)別和分割，以達(dá)到最佳分割效果

高通量篩選神經(jīng)毒性

神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)許多毒性化合物以及自然環(huán)境中生成的有害物質(zhì)非常敏感。在疾病發(fā)生過(guò)程中，神經(jīng)毒性可以對(duì)大腦或者外周神經(jīng)系統(tǒng)造成短暫或持續(xù)性的損傷，例如脊髓損傷，中風(fēng)，創(chuàng)傷性腦損傷等。同時(shí)這種神經(jīng)毒性也是造成很多神經(jīng)退行性疾病諸如阿爾茲海默和帕金森的主要誘因。

誘導(dǎo)人多功能干細(xì)胞的高通量成像技術(shù)可以用于篩查候選藥物或者環(huán)境污染物的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)，保護(hù)功能或者神經(jīng)毒性大小。本篇說(shuō)明會(huì)闡述如何結(jié)合iPSCs，分子儀器和軟件自動(dòng)對(duì)誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞進(jìn)行終點(diǎn)法及活細(xì)胞的神經(jīng)毒性篩選。

優(yōu)勢(shì)

- 完全自動(dòng)化的圖像獲取與分析
- 快速得到每個(gè)細(xì)胞的多表型參數(shù)
- 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)活細(xì)胞的毒性，可持續(xù)幾分鐘至幾天