ARQiv-HTS系統(tǒng)，活體篩選，實現(xiàn)高通量的雙贏選擇！
迄今為止，大多數(shù)藥物的發(fā)現(xiàn)都?xì)w功于人工檢測或高通量篩選技術(shù)（HCS）但這些方法僅有中等通量速率。因此，體內(nèi)藥物篩選實驗通常希望樣品小且濃度單一，使方法受到很大的局限（Mathias et al., 2012）。
理想情況下，可以通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)的疊加建立適當(dāng)?shù)臉颖玖縼碜钚』e誤（Ellis, 2010; Grissom and Kim, 2011; Halsey et al., 2015），進(jìn)而測試多個濃度的化合物，被叫做“定量HTS”（qHTS; [Inglese et al., 2006]）。然而，隨著通量需求的逐漸增加，將此類策略應(yīng)用于生物藥物發(fā)現(xiàn)的體內(nèi)十分有市場。
為此，先前研究組就通過現(xiàn)有的HTS儀器，特別是微板讀取器，實現(xiàn)在活體斑馬魚內(nèi)對熒光報告物定量的任務(wù)，并稱之為體內(nèi)自動標(biāo)記基因定量技術(shù)（ARQiv）。與HCS 相比，ARQiv提供的是純粹的定量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)相對減少但通量能力得到了提高。
在這里，約翰·霍普金斯大學(xué)和澳門大學(xué)聯(lián)合將ARQiv與定制設(shè)計的機(jī)械系統(tǒng)相結(jié)合，以便在脊椎動物模型（ARQiv-HTS）中實現(xiàn)第一個真正的高通量整體動物藥物篩選。我們分析了斑馬魚轉(zhuǎn)基因系，其中β細(xì)胞用（黃色熒光蛋白）YFP標(biāo)記，鄰近的δ細(xì)胞用RFP（紅色熒光蛋白）標(biāo)記，初級篩選的目的是鑒定增加β-細(xì)胞活性的化合物。并設(shè)計了二次篩選，以確定潛在藥物是否誘導(dǎo)內(nèi)分泌分化（早熟的次級胰島形成）或刺激的β細(xì)胞增殖（在不存在對分化的影響時增加的β細(xì)胞數(shù)）。
我們的研究結(jié)果顯示：（1）ARQiv可以應(yīng)用在HTS：在初步篩選中評價超過500,000個轉(zhuǎn)基因幼魚，并且可以檢測熒光標(biāo)記細(xì)胞數(shù)目的細(xì)小差異; （2）qHTS可以有效地應(yīng)用于全身藥物發(fā)現(xiàn)：所有JHDL化合物在六種不同濃度下進(jìn)行測試，每種條件的樣品數(shù)為16; （3）篩選FDA已批準(zhǔn)的藥物在增加β細(xì)胞量的新用途：我們驗證了11種誘導(dǎo)內(nèi)分泌分化的藥物和15種刺激β細(xì)胞增殖的藥物（兩種化合物在兩種測定中都具有活性）;（4）NF-κB信號調(diào)節(jié)胰腺祖細(xì)胞分化和血清素能信號轉(zhuǎn)導(dǎo)在選擇性刺激β細(xì)胞增殖中的新作用。
由于ARQiv-HTS的基于報告物的接近無限數(shù)量的測定法，即涉及報告物強(qiáng)度變化的任何事物都可檢測，因此研究組預(yù)期這種方法將成為藥物發(fā)現(xiàn)和發(fā)展的有用平臺。
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