基于COL1A1启动子的抗肝纤维化药物高通量筛选模型的建立及应用

为了有效筛选潜在的抗肝纤维化药物,本实验室建立了基于COL1A1启动子的高通量筛选细胞模型。该细胞模型在TGF-β1的刺激下,激活COL1A1启动子及荧光素酶报告基因的表达,而该激活作用可以被候选化合物抑制。作者首先构建COL1A1启动子和荧光素酶报告载体p GL4.17的重组质粒。采用双荧光素酶报告基因检测系统对该启动子的活性进行检测,发现重组质粒比对照组荧光素酶活性高15.98倍。该质粒转染到人肝星状细胞株LX2中,用无限稀释法得到单克隆细胞株,并利用活体成像仪筛选出稳定表达COL1A1启动子的单克隆细胞株LX2-COL。经TGF-β1诱导后检测该单克隆细胞株LX2-COL对候选化合物(S1~S7)的反应性,其中S7对启动子活性抑制作用最强。Real-time RT-PCR和Western blotting验证了经该细胞模型筛选得到的化合物S7能够抑制Ⅰ型胶原m RNA和蛋白水平的表达。结果表明,该细胞模型的建立能够实现对潜在的抗肝纤维化化合物的高通量筛选。     

基于报告基因和干扰素-α信号通路的药物筛选模型的建立

目的　建立基于报告基因和干扰素 α(Interferon α)信号通路的药物筛选模型,用于筛选具有IFN α样活性的小分子化合物。方法　构建带有ISRE(IFN αstimulatedresponseelement)靶序列和报告基因的诱导性表达载体,并将其转染入血管内皮细胞 (ECV304 )中,筛选报告基因碱性磷酸酶(SEAP)表达受IFN α诱导的阳性克隆。选取相关的细胞因子干扰素 β、干扰素 γ和生长因子甲状旁腺素(PTH)进行模型特异性考察。结果　ECV304细胞中SEAP的表达受IFN α的诱导并呈现剂量依赖关系,IFN α的最高诱导表达率是IFN β最高诱导表达率的 9 0倍、IFN γ的 8 8倍、PTH的 9 1倍,具有相对特异性。IFN α对ECV304细胞无增殖作用。本方法的Z' 因子为 0 8,说明此模型具有很好的稳定性。结论　本模型的SEAP基因表达水平能够被其特异性配体强诱导表达,利用此模型在 96孔板上用化学发光法测定SEAP基因的诱导表达水平可筛选具有IFN α样活性的小分子化合物。     

基于报告基因和PPARγ信号通路的药物筛选模型的建立

目的　建立基于报告基因和PPARγ(peroxisomeprolif erator activatedreceptorγ)信号通路的药物筛选模型,用此模型筛选具有胰岛素增敏活性的小分子化合物。方法　五种细胞分别进行瞬时转染,将含有目的片段PPRE(peroxisomeproliferatorresponseelement)和报告基因荧光素酶(Luc)的质粒及表达PPARγ的质粒共转染到细胞中,通过测定荧光素酶活力来考察马来酸罗格列酮对PPARγ信号通路的影响,选取诱导表达倍数最高的细胞株建立模型。用其他类型核受体激动剂对此模型进行特异性考察。结果　293T细胞中,荧光素酶的表达受马来酸罗格列酮的诱导倍数最高,可达4 9倍,并呈现一定的剂量依赖关系,Z′因子为0 .72。而其他各类核受体激动剂的诱导表达率均在1倍左右。马来酸罗格列酮在转染剂量范围内无促进细胞增殖的作用。结论　马来酸罗格列酮对共转染报告基因质粒和表达PPARγ质粒的293T细胞Luc的表达具有较强的诱导作用,此模型具有较好的特异性和稳定性,适用于建立筛选PPARγ激动剂的高通量筛选模型。     

基于报告基因的雌激素受体α亚型配体筛选模型的建立和应用

目的　建立基于报告基因的雌激素受体α亚型配体的筛选模型,用此模型对收集到的化合物进行筛选,以发现具有新结构的雌激素受体配体。方法　构建诱导性表达载体并转染入ERα ⁺HepG2细胞中,筛选报告基因CAT表达受雌二醇诱导的阳性克隆。采用ELISA法检测化合物对CAT表达的影响,体外细胞存活实验对化合物进行功能性检测。结果　ERα ⁺HepG2细胞中CAT的表达受雌二醇的诱导并呈现剂量依赖关系。化合物三羟基二苯乙烯诱导CAT表达的最大活性为雌二醇的1.75倍。结论　利用此模型通过测定CAT基因的诱导表达水平可筛选得到新结构的雌激素受体配体。     

基于STAT3转录调节的筛药模型的建立

目的　依据造血生长因子信号转导途径中重要转录因子STAT3的转录调节作用建立基于报告基因的靶向STAT3转录调节的筛药模型 ,用此模型筛选具有G CSF样活性的化合物。方法　构建诱导性表达载体 pTKS3 CAT并转染入表达G CSF受体的NFS 6 0不依赖细胞 ,筛选报告基因CAT表达受rhG CSF诱导的阳性克隆 ,采用ELISA法检测化合物对CAT表达活性的影响。同时 ,对模型的特异性和灵敏性进行检测。结果　在转染有重组质粒的NFS 6 0不依赖细胞中 ,CAT表达受rhG CSF诱导并呈剂量依赖关系 ,EC50 等于 0 0 44nmol·L-1,而rhEPO不能诱导CAT表达。结论　以上模型的CAT基因表达活性能够被其特异性配体强诱导表达 ,利用此模型在 96孔板上用ELISA法测定CAT基因的诱导表达水平可筛选具有G CSF样活性的化合物。     

基于报告基因的PPAR-α激动剂筛选体系的建立

目的基于PPAR-α受体的信号传递通路和利用双萤光素酶报告基因分析方法,建立稳定的PPAR-α激动剂体外筛选体系。方法 pcDNA3.1-PPAR-α、pGL3-PPRE-luc及pRL-CMV共转染293T细胞后,设0,0.1,1,10,50μmol·L-1非诺贝特不同浓度点进行干预后,测定每浓度点重复5个样本。对转染优化试验数据,比较均值大小选取最佳结果;对不同转染组之间的差异性比较,采用t检验和方差分析。结果浓度为0.1,1,10,50μmol·L-1非诺贝特干预组相对诱导率分别为：0.82,1.29,1.72,1.94,表现有统计学差异（P〈0.05）。结论成功建立基于PPAR-信号通路及双萤光素酶报告基因分析方法的PPAR-α激动剂筛药系统。     

基于JAK/STAT信号通路的高通量药物筛选细胞模型的建立基于JAK/STAT信号通路的高通量药物筛选细胞模型的建立

目的建立基于JAK/STAT信号通路的高通量药物筛选细胞模型,筛选调节免疫系统、造血系统和抗肿瘤药物。方法构建以串连的多个STAT的DNA结合序列为调控序列,以荧光酶基因作为报告基因的表达载体。通过将该载体分别转入体外培养的不同细胞系中使之稳定表达,建立具有激活STAT活性的药物筛选模型,并利用多个抗过敏和抗肿瘤药物样品进行检测。结果建立多株药物筛选细胞模型,筛选方法简便,操作容易,灵敏度高,结果稳定。结论本细胞株可以用于大规模高通量药物筛选。     

药物体外ADME筛选模型

目前已有很多基于细胞水平的体外模型用于研究药物的吸收、分布、代谢、消除和药物毒性，以提高药物开发的成功率。如用于肠吸收研究的CaCo-2细胞模型、用于代谢研究的肝细胞模型及用于透血脑屏障研究的细胞模型。     

基于报告基因的PPAR-α激动剂筛选体系的建立

目的 基于PPAR-α受体的信号传递通路和利用双萤光素酶报告基因分析方法,建立稳定的PPAR-α激动剂体外筛选体系。方法 pcDNA3.1-PPAR-α、pGL3-PPRE-luc及pRL-CMV共转染293T细胞后,设0,0.1,1,10,50 μmol·L^-1非诺贝特不同浓度点进行干预后,测定每浓度点重复5个样本。对转染优化试验数据,比较均值大小选取最佳结果;对不同转染组之间的差异性比较,采用t检验和方差分析。结果 浓度为0.1,1,10,50 μmol·L^-1非诺贝特干预组相对诱导率分别为：0.82,1.29,1.72,1.94,表现有统计学差异(P<0.05)。结论 成功建立基于PPAR-信号通路及双萤光素酶报告基因分析方法的PPAR-α激动剂筛药系统。     

高通量药物筛选模型

介绍了可用于药物筛选的3种新的快速高通量筛选方法，包括基于反酵母双杂交的筛选系统；细胞平台伤的高通量筛选系统以及动物水平的筛选系统。并对其应用原理，应用情况和优缺点进行了阐述。     

基于报告基因的雌激素受体β亚型激动剂细胞筛选模型的建立

目的建立基于报告基因和雌激素受体β(estrogen receptor β，ERβ)亚型信号通路的药物筛选模型，以期发现ERβ亚型激动剂。方法构建带有雌激素应答序列(estrogen responsive element，ERE)靶序列和报告基因的诱导性表达载体pTAL-ERE-SEAP，并将其转入人胚肾(HEK293)细胞中，筛选报告基因分泌型碱性磷酸酶(secreted alkaline phosphatase，SEAP)表达受雌二醇(17β-estradiol，E₂)诱导的阳性克隆。选取相关核受体配体进行模型的特异性考察，同时考察模型的稳定性及时效量效关系，以及免疫细胞化学染色鉴定转染后ERβ的表达情况。利用此模型对本实验室样品库中的2 622个化合物进行筛选。结果转染pTAL-ERE-SEAP的HEK293细胞中，SEAP报告基因的表达受E₂的诱导并呈剂量与时间依赖关系，E₂对阳性克隆细胞无增殖作用，本模型的Z′因子值为0.7，免疫细胞化学染色结果表明，转染后ERβ表达、地塞米松以及其他配体的诱导表达率低。结论利用此模型通过测定SEAP报告基因的诱导表达水平可筛选ERβ亚型激动剂。     

维甲酸受体为靶点的高通量药物筛选细胞模型的建立维甲酸受体为靶点的高通量药物筛选细胞模型的建立

目的建立绿色荧光蛋白(GFP)标记的以维甲酸受体为靶点的高通量药物筛选细胞模型，用于筛选治疗急性早幼粒细胞白血病(APL)、银屑病、痤疮以及肿瘤的新型药物。方法用分子生物学的方法，构建含有8个串连维甲酸受体应答元件(RARE)并连接报告基因E-GFP的重组载体。将体外培养的细胞株用该重组载体进行稳定转染，然后进行单克隆培养，最终挑选出敏感、高效、稳定表达的单克隆细胞，用于筛选针对维甲酸受体的小分子有机药物。结果建立了高效的药物筛选细胞模型。此模型筛选方法简便，适用范围广，灵敏度高，结果稳定。结论挑选出的细胞株作为药物筛选模型可用于大规模高通量药物筛选。     

以病毒RNA核转运为靶点的抗HIV-1药物筛选模型的建立及应用

目前, 临床使用的抗AIDS一线药物主要是HIV逆转录酶抑制剂和蛋白质酶抑制剂。但是, 由于这类药物价格昂贵、严重的副作用、毒性、耐药性等问题日益严重, 发展新作用机制的抗HIV-1药物已成当务之急。因此, 本课题以HIV-1病毒RNA核转运关键蛋白Rev为靶点, 建立了新型抗HIV药物筛选模型, 以期寻找具有新作用机制的抗病毒药物。在筛选模型中, 选择了由HIV-1病毒偏爱性密码子所编码的GFP (GFP_HIV) 作为报告基因, 用于快速简便地分析样品对Rev依赖的RNA核转运的影响。选取抑制剂来普霉素B作为模型的阳性对照对本模型进行了初步评价, 计算出Z' 因子为0.822 0。上述结果初步证明了该模型可用于新型抗HIV药物的筛选。对3 000个化合物进行初筛, 阳性率为9.3%, 复筛阳性率为7.3%。通过抗病毒活性的测定实验以及对阳性化合物进行免疫印迹检测, 最后发现IMB7C7这个化合物以病毒RNA核转运为靶点, 是具有较好效果的特异性抑制剂。     

cAMP反应元件结合蛋白在药物依赖形成中的作用

反复应用成瘾性药物引起中枢神经系统特定部位cAMP信号系统出现适应性改变 ,cAMP反应元件结合蛋白(cyclicAMPresponseelementbindingprotein ,CREB)是受cAMP调节的主要转录因子 ,在动物产生药物依赖时脑内CREB含量及磷酸化程度发生变化 ,与动物躯体依赖和精神依赖有关。确定CERB在药物依赖中的作用有益于阐明药物依赖分子机制及采取相应的防治措施     

用于筛选组蛋白去乙酰化酶抑制剂细胞模型的验证

目的验证已建立的组蛋白去乙酰化酶(HDAC)抑制剂筛选细胞模型,并采用该模型进行药物筛选。方法采用脂质体转染法将含有TA1和TA2启动子元件的荧光素酶报道基因真核表达载体pTA1-Luc和pTA2-Luc导入COS-7细胞,G418筛选获得稳定转染上述报告基因系统的细胞克隆。以特异性HDAC抑制剂缩酯环肽FK228,N-辛二酰苯胺异羟肟酸(SAHA)和曲古抑菌素A(TSA)为阳性对照,通过测定荧光素酶活性评估TA1和TA2启动子对HDAC抑制剂的反应;并采用此细胞模型对其他抗肿瘤药物和植物提取物进行初步筛选。结果稳定转染的COS-pTA1及COS-pTA2细胞对HDAC抑制剂具有良好的浓度依赖性(FK228:相关系数为0.7236;SAHA:相关系数为0.7997;TSA为相关系数为0.9815;P<0.01),其中COS-pTA1的特点是灵敏度高,可以有效避免因样品活性低而出现漏检。COS-pTA2细胞的特点是检测背景低,特异性强,可以有效排除假阳性的标本。两种细胞模型的联合筛选,可以鉴定具有HDAC抑制活性的化合物。结论该细胞模型可用于筛选具有HDAC抑制活性的先导化合物。     

秀丽隐杆线虫在药物筛选中的应用

秀丽隐杆线虫在药物和靶蛋白筛选方面越来越受到药物学家的重视,已形成了较为完善的药物筛选技术平台。本文以新药的发现为目标,介绍线虫作为新药筛选模型的特点、研究现状及该模型在新药发现中的应用。