基于微電極-基于數(shù)字顯微圖像的腫瘤治療藥物篩選新方法研究.pdf

1、高通量篩選(high throughput screening，HTS)是藥物開發(fā)的強有力工具。目前HTS廣泛應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)作用藥靶的活性化合物，評價先導(dǎo)化合物的選擇性、毒性等多個藥物開發(fā)階段，并在先導(dǎo)化合物的優(yōu)化等過程中起著重要作用。 腫瘤細胞多藥耐藥(multidrug resistance，MDR)是臨床惡性腫瘤治療的一大障礙。近年來，腫瘤MDR的研究主要集中于MDR的發(fā)生和逆轉(zhuǎn)機制等方面。經(jīng)過20多年的研究和發(fā)展，進入臨床使

2、用的MDR逆轉(zhuǎn)劑仍然還很少。因此，如何從化合物中篩選MDR逆轉(zhuǎn)藥物是當(dāng)前腫瘤MDR研究領(lǐng)域的重要前沿課題。細胞傳感器是作為HTS發(fā)展的方向之一，可以通過檢測細胞對藥物作用的響應(yīng)來篩選藥物。本文選取基于微電極的MDR逆轉(zhuǎn)藥物篩選方法為具體對象，開展了一系列相關(guān)研究。 高內(nèi)涵篩選(high content screening，HCS)是通過顯微成像法記錄多孔板內(nèi)的細胞圖像，并分析圖像中的信息來篩選藥物的技術(shù)。與傳統(tǒng)的HTS方法相比，

3、HCS使用單個細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)等多方面的信息來表征細胞的生理或病理特性。因此HCS能夠用于亞細胞群或亞細胞結(jié)構(gòu)方面的研究。本文選取基于數(shù)字顯微圖像的抗腫瘤藥物篩選方法為另一研究對象，進行了初步探索性研究。 本文主要研究內(nèi)容和成果如下： (1)建立了碳纖維微電極(CFME)檢測單層人乳腺癌敏感細胞MCF-7和MDR細胞MCF-7/ADR的阿霉素外排過程的方法。(2)基于CFME檢測腫瘤細胞阿霉素的外排過程實驗，提出了腫瘤細

4、胞阿霉素轉(zhuǎn)運和擴散過程模型，和求解模型中的動力學(xué)參數(shù)的inverse法。建立了基于MDR外排動力學(xué)參數(shù)的MDR逆轉(zhuǎn)藥物評價方法。(3)初步完成了基于細胞顯微圖像信息的自動化藥物篩選系統(tǒng)(digital imagemicroscopy system for automatic high content screen,Di-HCS)的硬件架構(gòu)和軟件開發(fā)。運用Di-HCS系統(tǒng)和不同熒光染料建立了三種基于細胞顯微圖像信息的藥物評價和篩選方法：F