高通量药物筛选技术研究进展(附件)
摘 要中药是我国医药的优势和特色,也是高效创新药物开发的重要源泉。然而,由于中药组成的复杂性和临床用药的灵活性使得其活性成分的筛选成为制约整个新药研发过程的瓶颈。因此,中药等复杂体系中药物活性成分高效筛选方法的建立及应用就成为医药领域永恒的研究热点问题。中药成分复杂,作用范围广泛,对筛选技术提出了挑战。上世纪九十年代以来,药物筛选技术突飞猛进, 新技术、新方法如雨后春笋般不断涌现。近年兴起的高通量药物筛选技术正是这些技术中的佼佼者,它能快速有效的在复杂的系统中筛选出大量样品,该技术的应用使得药物筛选在速度与规模上取得了巨大飞跃。本文综述了如下内容:(1) 本文对高通量筛选进行了简单的介绍,就其发展历程,理论基础,研究模型,及常用检测技术等内容进行了阐述。(2) 本文阐述了高通量筛选方法在中药研究中的应用,该方法在研究中药活性成分、药物的鉴别、药理作用和复方的组方原理等方面极具优势,大大促进了我国中药研究领域的繁荣。(3) 本文分别对受体筛选模型中,直接检测法与间接检测法两类方法进行了阐述、此类方法在了解药物活性,进行功能性筛选中具有重要意义。目 录
1 概述
1.1 高通量药物筛选技术简述 1
1.2 HTS的理论基础 2
1.3 HTS筛选药物的基本过程 3
1.4 不同类型的HTS平台 3
1.4.1 酵母平台 3
1.4.2 细胞平台 4
1.4.3 动物平台 4
1.5 HTS的常用检测技术 4
1.5.1 光学检测技术 4
1.5.2 色谱质谱联用检测技术 5
1.5.3 电化学检测技术 6
1.5.4 热分析检测技术 6
1.5.5 核磁共振检测技术 6
1.6 小结 6
2 HTS在中药研究中的应用
2.1 活性成分的研究 7
2.2 药材鉴定的研究 7
2.3 药理作用的研究 7
2.4 复方的研究 8
2.5 小结 8
3 基于受体的HTS模型
3.1 直接检测配体对受体作用
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
核磁共振检测技术 6
1.6 小结 6
2 HTS在中药研究中的应用
2.1 活性成分的研究 7
2.2 药材鉴定的研究 7
2.3 药理作用的研究 7
2.4 复方的研究 8
2.5 小结 8
3 基于受体的HTS模型
3.1 直接检测配体对受体作用的药物筛选模型 9
3.1.1 基于细胞膜色谱法的受体药物筛选模型 9
3.1.2 基于放射性同位素标记结合的受体药物筛选模型 9
3.1.3 基于酶联免疫法的受体药物筛选模型 9
3.2 间接检测配体对受体作用的药物筛选模型 10
3.2.1 基于第二信使水平变化的药物筛选模型 10
3.2.2 基于受体介导的特异代谢物变化的药物筛选模型 10
3.2.3 基于受体介导的报告基因表达变化的药物筛选 11
3.3 小结 11
结论 12
参考文献 13
致谢 16
1 概述
中医药(TCM)是中华民族的瑰宝,悠久的历史长河中,我国劳动人民在长期生产、生活实践中积累下来这些独一无二的财富。其来源丰富,疗效显著,价格低廉,更有着毒副作用低的特点,是创新药物研发的宝库,引起世界各国科研工作者的关注。然而,中药临床用药辩证灵活,多为复方用药,成分多、靶点多,使得其研究难以摆脱禁锢,至今仍有大量的中药未经系统研究,也不存在较系统的研究方法。在这个巨大的宝库前,人们不得其法,只能望而兴叹。如何采取快速有效的手段筛选出中药中的活性成分是关系着人类健康事业的重大课题。
自“神农尝百草”至今,无论科技如何发展,对药物的研究和应用始终与人类生命安全息息相关。进入21世纪,人们生活水平大大提高,社会老龄化加剧,疾病谱发生变化,对医药行业提出了更高的要求,也使得创新药物的研究进入一个欣欣向荣的时期。高通量药物筛选技术的发展仅10年,但发展速度非常快,在规模、速度和技术的快速发展,筛选生物活性物质的速度已达到了一个千甚至几百个采样。高通量药物筛选依赖于含有大量的化合物,一个自动化系统和微机控制的生物反应器,一个敏感的检测系统的样本库。
药物筛选作为药物主要发现手段之一,是新药研发最初始、最关键的过程。它是基于新药开发目的,检测药物样品的生物活性及药理作用,并以此为实验依据对其药用前景做出评价。中药成分复杂,作用范围广泛,对筛选技术提出了挑战。上世纪九十年代以来,药物筛选技术突飞猛进, 新技术、新方法如雨后春笋般不断涌现。近年兴起的高通量药物筛选技术正是这些技术中的佼佼者,它能快速有效的在复杂的系统中筛选出大量样品,该技术的应用使得药物筛选在速度与规模上取得了巨大飞跃。
1.1 高通量药物筛选技术简述
高通量药物筛选技术是多学科相互渗透的产物,分子生物学、细胞生物学、药物化学、计算机、数学等学科均有所涉及,它以分子、细胞水平的实验方法为基础,通过快速、灵敏的检测器获取数据, 整个实验过程为自动化作业,最终经计算机系统分析处理所得数据,可以实现同一时间内对复杂体系中大量样品的快速筛选。高通量筛选,从第二十世纪末,一个新的药物发现技术,科技发展的现代科技成果,渠道药物发现的方法和理论产生了巨大的变化。高技术的广泛应用和生物医学研究,必然会在领域产生深远的影响,掌握技术发展,高技术方向的充分和合理的应用,它是生物医药顺利发展的重要前提。医学研究对人类健康的发展过程中,医学科学与人类的繁衍发展非常重要,在漫长的历史过程中起到了重要作用,科学技术的发展和医疗技术的进步产生了巨大的影响。在科学技术迅猛发展,准确及时地利用技术,促进医疗技术,发展现状,医疗技术在发展领域的必然选择和良好的机会,以促进医疗技术的发展。
1.2 HTS的理论基础
HTS是20世纪80年代的新药开发技术的出现。高温超导技术是基于分子靶向药物的水平基底细胞微孔板实验的工具载体,系统测试过程中自动执行,测试数据具有高灵敏度、高速度检测装置来收集和分析实验过程和支持计数数据。它可以同时测试样品万元,并通过适当的支持,对数据库进行查找和查找的化合物,并最终分离出有效的药物成分。因为大量的样品可以在跟踪状态,因此,在同一时间处理的大多数药物是通过与靶点蛋白(受体、酶、离子通道等)相结合,改变其构象或功能,进而调整生命体的生理状态,以达到治疗的效用。其实质是药物小分子和靶蛋白大分子之间特异性的亲和作用。应用筛选方法,可以有效发现能与特定靶蛋白结合的小分子化合物,并可对两者亲和力的大小做出评价。
高通量药物筛选方法植根于反向药理学(reverse pharmacology)研究思路,即通过大规模化合物库对药物作用靶蛋白进行研究,以药物小分子和靶蛋白大分子之间特异性亲和作用作为检测指标,依赖组合化学结合计算机技术发现预期化合物,从而实现药物大规模、高效率筛选,从源头上促进了新药研发的效率和进程。该技术的广泛应用和生物医学研究,必然会在产生深远的影响,它是生物医药顺利发展的重要前提。医学研究对人类健康的发展过程中,在漫长的历史过程中起到了重要作用,科学技术的发展和医疗技术的进步产生了巨大的影响。在科学技术迅猛发展,准确及时地利用技术,促进医疗技术,发展现状,医疗技术在发展领域的必然选择和良好的机会,以促进医疗技术的发展。在第二十世纪,虽然中国已经做了大量的新药研究,并取得了一定的成效,但总体上,远未达到国际水平。近年来,高通量药物筛选技术在我国的应用已经开始,这将对我国创新药物的积极作用进行研究。然而,在高新技术的应用,医疗技术,把
1 概述
1.1 高通量药物筛选技术简述 1
1.2 HTS的理论基础 2
1.3 HTS筛选药物的基本过程 3
1.4 不同类型的HTS平台 3
1.4.1 酵母平台 3
1.4.2 细胞平台 4
1.4.3 动物平台 4
1.5 HTS的常用检测技术 4
1.5.1 光学检测技术 4
1.5.2 色谱质谱联用检测技术 5
1.5.3 电化学检测技术 6
1.5.4 热分析检测技术 6
1.5.5 核磁共振检测技术 6
1.6 小结 6
2 HTS在中药研究中的应用
2.1 活性成分的研究 7
2.2 药材鉴定的研究 7
2.3 药理作用的研究 7
2.4 复方的研究 8
2.5 小结 8
3 基于受体的HTS模型
3.1 直接检测配体对受体作用
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
核磁共振检测技术 6
1.6 小结 6
2 HTS在中药研究中的应用
2.1 活性成分的研究 7
2.2 药材鉴定的研究 7
2.3 药理作用的研究 7
2.4 复方的研究 8
2.5 小结 8
3 基于受体的HTS模型
3.1 直接检测配体对受体作用的药物筛选模型 9
3.1.1 基于细胞膜色谱法的受体药物筛选模型 9
3.1.2 基于放射性同位素标记结合的受体药物筛选模型 9
3.1.3 基于酶联免疫法的受体药物筛选模型 9
3.2 间接检测配体对受体作用的药物筛选模型 10
3.2.1 基于第二信使水平变化的药物筛选模型 10
3.2.2 基于受体介导的特异代谢物变化的药物筛选模型 10
3.2.3 基于受体介导的报告基因表达变化的药物筛选 11
3.3 小结 11
结论 12
参考文献 13
致谢 16
1 概述
中医药(TCM)是中华民族的瑰宝,悠久的历史长河中,我国劳动人民在长期生产、生活实践中积累下来这些独一无二的财富。其来源丰富,疗效显著,价格低廉,更有着毒副作用低的特点,是创新药物研发的宝库,引起世界各国科研工作者的关注。然而,中药临床用药辩证灵活,多为复方用药,成分多、靶点多,使得其研究难以摆脱禁锢,至今仍有大量的中药未经系统研究,也不存在较系统的研究方法。在这个巨大的宝库前,人们不得其法,只能望而兴叹。如何采取快速有效的手段筛选出中药中的活性成分是关系着人类健康事业的重大课题。
自“神农尝百草”至今,无论科技如何发展,对药物的研究和应用始终与人类生命安全息息相关。进入21世纪,人们生活水平大大提高,社会老龄化加剧,疾病谱发生变化,对医药行业提出了更高的要求,也使得创新药物的研究进入一个欣欣向荣的时期。高通量药物筛选技术的发展仅10年,但发展速度非常快,在规模、速度和技术的快速发展,筛选生物活性物质的速度已达到了一个千甚至几百个采样。高通量药物筛选依赖于含有大量的化合物,一个自动化系统和微机控制的生物反应器,一个敏感的检测系统的样本库。
药物筛选作为药物主要发现手段之一,是新药研发最初始、最关键的过程。它是基于新药开发目的,检测药物样品的生物活性及药理作用,并以此为实验依据对其药用前景做出评价。中药成分复杂,作用范围广泛,对筛选技术提出了挑战。上世纪九十年代以来,药物筛选技术突飞猛进, 新技术、新方法如雨后春笋般不断涌现。近年兴起的高通量药物筛选技术正是这些技术中的佼佼者,它能快速有效的在复杂的系统中筛选出大量样品,该技术的应用使得药物筛选在速度与规模上取得了巨大飞跃。
1.1 高通量药物筛选技术简述
高通量药物筛选技术是多学科相互渗透的产物,分子生物学、细胞生物学、药物化学、计算机、数学等学科均有所涉及,它以分子、细胞水平的实验方法为基础,通过快速、灵敏的检测器获取数据, 整个实验过程为自动化作业,最终经计算机系统分析处理所得数据,可以实现同一时间内对复杂体系中大量样品的快速筛选。高通量筛选,从第二十世纪末,一个新的药物发现技术,科技发展的现代科技成果,渠道药物发现的方法和理论产生了巨大的变化。高技术的广泛应用和生物医学研究,必然会在领域产生深远的影响,掌握技术发展,高技术方向的充分和合理的应用,它是生物医药顺利发展的重要前提。医学研究对人类健康的发展过程中,医学科学与人类的繁衍发展非常重要,在漫长的历史过程中起到了重要作用,科学技术的发展和医疗技术的进步产生了巨大的影响。在科学技术迅猛发展,准确及时地利用技术,促进医疗技术,发展现状,医疗技术在发展领域的必然选择和良好的机会,以促进医疗技术的发展。
1.2 HTS的理论基础
HTS是20世纪80年代的新药开发技术的出现。高温超导技术是基于分子靶向药物的水平基底细胞微孔板实验的工具载体,系统测试过程中自动执行,测试数据具有高灵敏度、高速度检测装置来收集和分析实验过程和支持计数数据。它可以同时测试样品万元,并通过适当的支持,对数据库进行查找和查找的化合物,并最终分离出有效的药物成分。因为大量的样品可以在跟踪状态,因此,在同一时间处理的大多数药物是通过与靶点蛋白(受体、酶、离子通道等)相结合,改变其构象或功能,进而调整生命体的生理状态,以达到治疗的效用。其实质是药物小分子和靶蛋白大分子之间特异性的亲和作用。应用筛选方法,可以有效发现能与特定靶蛋白结合的小分子化合物,并可对两者亲和力的大小做出评价。
高通量药物筛选方法植根于反向药理学(reverse pharmacology)研究思路,即通过大规模化合物库对药物作用靶蛋白进行研究,以药物小分子和靶蛋白大分子之间特异性亲和作用作为检测指标,依赖组合化学结合计算机技术发现预期化合物,从而实现药物大规模、高效率筛选,从源头上促进了新药研发的效率和进程。该技术的广泛应用和生物医学研究,必然会在产生深远的影响,它是生物医药顺利发展的重要前提。医学研究对人类健康的发展过程中,在漫长的历史过程中起到了重要作用,科学技术的发展和医疗技术的进步产生了巨大的影响。在科学技术迅猛发展,准确及时地利用技术,促进医疗技术,发展现状,医疗技术在发展领域的必然选择和良好的机会,以促进医疗技术的发展。在第二十世纪,虽然中国已经做了大量的新药研究,并取得了一定的成效,但总体上,远未达到国际水平。近年来,高通量药物筛选技术在我国的应用已经开始,这将对我国创新药物的积极作用进行研究。然而,在高新技术的应用,医疗技术,把
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