细胞分子生物学技术在靶向药物筛选中的应用

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1、细胞分子生物学技术在靶向药物筛选中的应用作者:刘陆军药学1101班学号:201109157026摘要:随着细胞及分了生物学的发展，新技术方法越来越多地用于新靶点建立和药物筛选研究，为药物设计、靶点的选择和用药方案的确定提供理论依据，同吋使药物筛选有了更高的特界性，对药物筛选和药理学研究起到了极大的促进作用。本文主耍论述了基因克降技术、生物芯丿I、流式细胞技术在靶向药物筛选中的应丿IJ。关键词：生物技术药物筛选分子药理学基因克隆生物芯片流式细胞正文：随着牛物技术的迅速发展，细胞及分子生物学技术越來越多地用于新靶点建立和劳

2、理学研究，直接用靶点作为筛选对象，寻找与其相互作用的药物，对药物筛选和药理学研究起到了极人的促进作用。分了药理学研究的基木理论是受体学说，受体的木质是蛋白质，对于受体的研究町以阐明药物、激素及神经递质的作川原理和生物信号转导机制，为药物设计、靶点的选择和川药方案的确定提供理论依据。细胞及分子牛物学方法能在基因水平上研究受体牛•理调节和病理变化的分子机制、受体病的分子基础以及细胞内受体与DNA相互作用的机制等。以下主要从基因克隆技术、生物芯片、流式细胞术三方面论述其在靶向药物筛选中的应用。一、基因克隆技术在确定药物靶点中

3、的应用1、高通址筛选和高内涵筛选在药物靶基因功能研究屮的应用。高通量筛选(highthroughputscreening,IITS)是药物开发的强有力工具。目前IITS广泛应川于发现作用药靶的活性化合物，评价先导化合物的选择性、毒性等多个药物开发阶段，并在先导化合物的优化等过程中起着重要作用。高通量细胞筛选技术(highthroughputcel1basedscreeningtechnology)是以高通最方式研究基因功能最有"效的方法Z—。除与细胞表型或形态学相关的检测指标外，细胞信号转导通路、糖代谢、能蜃产生和代谢

4、产物分析(metaboliccon2trolanalysis)等代谢通路也是基因功能重要的研究内容。结合抗体芯片技术、多路测定技术(multiple2xing)等的检测方法和荧光成像读板仪(fluorescenceiniageplatereader,FLTPR)、定量PCR、高通量荧光激活细胞分类器(IIT2FACS)等检测方法和技术的不断发展和应川，灵敏度和重现性这两个高通最细胞筛选的关键问题逐步得以解决。高内涵筛选(highcontentscreening,HCS)是通过显微成像法记录多孔板内的细胞图像，并分析图像

5、中的信息来筛选药物的技术oHCS是一种基于细胞层而的、多元的药物筛选方法，它主要依赖于高分辨率的细胞成像系统，充分整合样品制备技术、口动化设备、数据管理系统，检测试剂，生物信息学等资源的综合优势，在细胞或分了水平上实现对候选物的多元化、快速化和规模化筛选。在保持细胞结构和功能完整的条件下，尽可能同吋检测被筛选样站对细胞长、分化、迁移、凋亡、代谢途径及信号转导等多个环节的影响,涉及的靶点包括细胞的膜叉体、胞内成分、细胞器和离子通道等，即从单一实验中获得大量与候选物药理学活性相关的信息及其潜在的毒性作丿IJ。2、转基因技术

6、在药物作用靶点研究中的应用转基因技术通常包括基因敲入（knockin）和基因敲除（knockout）两种方式，其显箸特点是分子及细胞水平操作，组织及动物整体水平表达。转基因技术的出现为体内研究药物对机体整体的作用提供了很好的技术手段，在药物发现过程中起重要作用。真核细胞的基因转染（genetransfer）技术是研究基因功能的有效手段Z—。动物的正常生理依赖于体内不同类型细胞间的相互作用，后者通过细胞通讯和信号转导实现由于一个基因功能的实现不仅会对细胞和整体产牛•作用，同时也会受到來自细胞内外的调控，因此，在正常或病理

7、状态下的整体动物屮进行基因功能的评价和研究更为有效。二、生物芯片在药物靶标筛选等研究的应用1、基因芯片在靶向药物筛选中的应用基因芯片在基因水平上寻找药物作用的靶标根据芯片上固定的探针不同，生物芯片包括基因芯片、蛋口质芯片、芯片实验室等。另外根据原理还有组件型微阵列芯片、通道型微阵列芯片、生物传感芯片等新型生物芯片。基因芯片在用来研究药物的作用机理时，山于药物与细胞，特別是敏感细胞相互作用，将引起细胞外部形态及内部正常代谢过程的一-系列变化，所以，通过测定分析药物对细胞的基因表达的影响，可推测药物的作用机制，评价药物活性

8、及毒性，进而确证药物靶点或者发现新的药物靶点。通过DNA芯片测定药物诱导的细胞基因表达变化来进行药物筛选与研究，对那些用常规方法很难追踪监测的药物或需要很长吋间才能得到药物临床实验结果时，显得尤为有用。2、蛋白质芯片在靶蛋白药物中的应用。蛋白质芯片能同时分析上千种蛋白质与牛•物分子的作用情况（酶/底物、抗体/抗原、配体/受体、蛋白