預測細胞毒性新方法——多種藥物研發早期預測細胞毒性的解決方案

在體外快速的、高效的、可靠的早期預測毒性對藥物研發、減少藥物臨床試驗風險至關重要。利用現代生命科學的新進展，建立和應用新藥臨床前安全性評價和毒理學機制研究的新技術、新方法和新模型成為當今國際新藥研發的新趨勢。

高內涵篩選(HCS)系統可以說是自動化的高分辨率顯微鏡，這一系統可以對細胞形態或生化特性所發生的改變進行高通量分析。在自動化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，而這也是新藥研發過程中的一個必要步驟。隨著技術的不斷發展，HCS系統正在變得更迅速、更靈活也更為靈敏。

最新DNA損傷檢測法——應用ImageXpress Nano成像分析系統

在研究中經常會涉及DNA或染色體的損傷，因為DNA損傷與很多疾病的發發生有密切的關系，如遺傳疾病、腫瘤等。放射性輻射、環境影響或化合藥物等都有可能引起DNA的損傷。之前的研究表明標記組蛋白H2AX在絲氨酸139上的磷酸化位點是敏感的可早期預測DNA雙鏈斷裂的方法。本文詳細介紹了自動細胞成像檢測DNA損傷的實驗方法，細胞樣品由小分子化合物處理，經過磷酸化組蛋白H2AX免疫熒光染色后成像。另外，實驗中選用了三種細胞系，CHO、Hela和PC-12，分別加入絲裂霉素和依托泊苷進行處理來檢測化合物對其的影響。

優勢

- 細胞固定后用免疫法對細胞核進行熒光染色，并成像
- 精確計算DNA雙鏈斷裂位點
- On-the-fly分析可實時得出計算結果
- 通過熱圖顯示陽性孔

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活細胞評價細胞周期抑制劑

監測對細胞周期變化的影響對于腫瘤的發展及藥物研發有著重要的作用。例如，已知抑制有絲分裂的化合物大都用來減緩腫瘤細胞的生長。活細胞高內涵的篩選已被驗證可以區分細胞的每個周期。此技術結合BacMam轉染系統，可使細胞表達兩種細胞周期相關熒光融合蛋白。

延時監測實驗持續2-3天，細胞置于ImageXpress^® Micro高內涵成像與分析系統的環境控制艙室中，整個實驗都可維持活細胞的正常生長環境。按預先設置的時間間隔，同時獲取明場和熒光的活細胞圖像。這個完整的實驗方案包括了預置模塊對延時拍攝的圖片進行分析，基于明場的圖像識別所有細胞，基于熒光蛋白的表達區分不同的細胞周期。

優勢

- 活細胞在儀器內持續生長觀察長達72小時以上
- 減少實驗操作時間
- 明場無標記下識別細胞
- 應用細胞周期轉染試劑檢測周期變化

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使用多能誘導干細胞(iPSC)來源的肝細胞球進行高內涵3D毒性分析

在發育生物學和組織生物學中，3D細胞球建模方式能夠加快轉化研究進程。在體外培養，如果將培養的細胞加入圓底的微孔中，這些富集的細胞就會形成離散的球體。這些離散的球體同時包含了暴露在表面的和深埋在內部的細胞，增殖的和非增殖的細胞，外面的富氧層和內部的缺氧中心。基于上述特點，與傳統的二維細胞培養方法相比，這種球體可以更好的模擬組織及個體的行為特點。因此越來越受到人們的重視。如何對3D樣本進行更高通量的定量分析成為了熱門研究課題。

在本實例中，MD公司建立并優化了一種分析方法，能夠對人類多能誘導干細胞來源的3D肝細胞球進行共聚焦成像和毒性評估。

優勢

- 使用人類多能誘導干細胞來源的肝細胞形成肝細胞球
- 對體外篩選的3D模型進行肝毒性評價
- 3D圖像分析過程中對目標樣品進行識別和分割，以達到最佳分割效果

高通量篩選神經毒性

神經系統對許多毒性化合物以及自然環境中生成的有害物質非常敏感。在疾病發生過程中，神經毒性可以對大腦或者外周神經系統造成短暫或持續性的損傷，例如脊髓損傷，中風，創傷性腦損傷等。同時這種神經毒性也是造成很多神經退行性疾病諸如阿爾茲海默和帕金森的主要誘因。

誘導人多功能干細胞的高通量成像技術可以用于篩查候選藥物或者環境污染物的神經營養，保護功能或者神經毒性大小。本篇說明會闡述如何結合iPSCs，分子儀器和軟件自動對誘導多功能干細胞進行終點法及活細胞的神經毒性篩選。

優勢

- 完全自動化的圖像獲取與分析
- 快速得到每個細胞的多表型參數
- 實時監測活細胞的毒性，可持續幾分鐘至幾天