高通量药物筛选.pptVIP

高通量药物筛选主讲人：王志清摘要介绍了高通量筛选的概念、原理高通量筛选的组成部分高通量筛选的筛选模式检测方法现状与前景制药产业是高风险、高投人、高回报的产业。据统计，目前平均每个新药上市需耗时7—12年.耗资1-1.24亿美元，而I期临床试验通过率仅为8.3％。如何加快新药发现的速度，增加可进人新药开发阶段的新化学实体(NCE)的数量，是当今新药研究所面临的重点和难点。先导化合物发现即偶然发现药物筛选，偶然发现并不可靠，药物筛选才是药物研究中极其重要的内容。药物筛选，就是对可能作为药用的物质进行初步药理活性的检测和试验，以求发现其药用价值和临床用途，为发展新药提供最初始的依据和资料。根据所选材料和药物作用对象，药物筛选大致分为两类：动物实验(包括动物整体筛选和组织器官筛选)细胞分子水平筛选，高通量筛选

(highthroughputscreening)近年来。细胞生物学、分子药理学、生物化学及病理学等学科的发展，为观察药物作用提供了新的方法，大量分子细胞水平的药物筛选模型不断出现，并应用到药物筛选和研究中，使细胞分子水平筛选方法能真正实现一物多筛和多物一筛，并配合组合化学技术、灵敏的检测技术、微电子技术、自动化技术和计算机技术而形成高通量筛选，极大的减少了供试化合物和试剂的用量(最低用量为10μL)，降低药物筛选的成本，实现了每日筛选10万化合物的目标，成为新药发现的强大武器。HTS的定义就是以分子细胞水平的实验方法为基础，以微型板为实验工具载体、以自动化操作系统执行实验过程，以灵敏快速的检测仪器采集实验数据，以计算机对实验获得的数据进行分析处理，同时对数以万计的样品进行检测。高通量药物筛选，使药物筛选的工作进入一个新的阶段。高通量药物筛选的实现，将会大幅度地缩短新药发现的时间，提高筛选效率，增加高特异性高生物活性药物的发现率。HTS的组成：供试的大量样品(即样品库)；分子细胞水平的特异性体外体内筛选模型；高灵敏度检测系统；自动化操作系统；数据采集传输处理系统。此外，还有计算机辅助设计、组合化学、高效天然化合物提取方法等辅助系统。1供试的大量祥品已有的化合物库天然产物组合化学库1.1已有的化合物库一些大制药公司搜集大量不同结构的有机化合物，如Exielixis公司已建立了一个超过2×106个化合物的特大型化合物库。这些化合物绝大部分是小分子，容易筛选出具有潜在类似化合物的合成和筛选。1.2天然产物长期以来，植物成分是开发新药的最重要的来源，如吗啡、喳琳、喳尼丁和阿托品等均来自于植物。微生物代谢也是新药的一个重要来源，如青霉素等。此外，海洋生物占全球生物多样性的一半，估计有300万一500万，是另一类巨大的宝藏。1.3组合肽库组合肽库的合成技术主要采用“一珠一肽”，生物学法和同步合成法，但因肽仅仅由20种真核氨基酸合成而受限制，筛选方法也仅限于结合检测。2、分子细胞水平的特异性体外筛选模型2.1分子水平的药物筛选模型这是HTS中使用最多的模型。根据生物分子的类型，分子水平的药物筛选模型主要分为受体、酶、通道、基因和其他类型的模型，其特点是药物作用靶标明确，应用这些模型可以直接得到药物作用机理的信息2.1.1受体筛选模型受体筛选模型典型的是受体与放射性配体结合模型。其过程一般是让受体、配体、供试化合物和必要的辅助因子一起加入到适当的缓冲液中，温孵一定时间使结合反应达到平衡，随后通过过滤分离结合和游离的配体，然后将滤纸烘干，滤纸上残留的即为结合的放射性配体，这可用液体闪烁计数来测量结合的放射性配基。2.1.2酶筛选模型筛选作用于酶的药物，主要是观察药物对面活性的影响。根据酶的特点，酶的反应底物，产物都可以作为检测指标，并由此确定反应速度。典型的酶筛选包括3个部分：1)让被测化合物在适当缓冲液中孵化；2)反应起始后(可以加金属离子或蛋白质激活剂)可以通过改变反应混合物的温度，缓冲液的pH值和酶的浓度来控制反应速度.3)如果是单时间点数器，反应必须终止，且需测量产物的增加和底物的减少。2.1.3离子通道筛选模型Negri(1998)建立了贝类动物毒素的HTS方法。其作用靶标为钠通道上的蛤蚌毒素(STx)结合位点，用放射性配体(3HSTx)进行竞争性结合试验考察受试样品。Young等用酵母双杂交的方法HTS干扰N型钙通道民亚单位与α1β亚单位相互作用的小分子，寻找新型钙通道拮抗剂。2.2细胞水平药物筛选模型该模型是观察被筛样品对细胞的作用，但不能反映药物作用的具体途径和靶标，只能反映出药物对细胞生长等过程的综合作用。所以当已知单一确切的与治疗相关