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新藥發(fā)現(xiàn)之旅:DRUG-Seq與納升移液的創(chuàng)新應(yīng)用

新藥發(fā)現(xiàn)之旅:DRUG-Seq與納升移液的創(chuàng)新應(yīng)用
貝克曼庫爾特生命科學(xué)  2024-12-26  |  閱讀:1335

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背景介紹

DRUG-seq ,全稱Digital RNA with pertUrbation of Genes (DRUG)-seq,是一種新型高通量藥物篩選技術(shù)。高通量篩選(HTS)是苗頭化合物發(fā)現(xiàn)的重要手段之一,而新型 HTS 平臺(tái) DRUG-seq 是基于 RNA-Seq 的技術(shù)原理,通過研究轉(zhuǎn)錄組變化來篩選苗頭化合物。和傳統(tǒng) RNA-Seq 的高成本和低通量不同,DRUG-seq 可在微孔板中開展實(shí)驗(yàn),極大地降低成本和提高通量,同時(shí)可得到與 RNA-Seq 同樣準(zhǔn)確的結(jié)果。


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圖1. DRUG-Seq技術(shù)


DRUG-seq技術(shù)最早于2018年,由Ye等人在Nature Communication上發(fā)表,DRUG-seq能夠以較低成本實(shí)現(xiàn)對大量化合物的轉(zhuǎn)錄組分析,為藥物研發(fā)提供了有力工具。2022年Li等人介紹了 DRUG - seq 平臺(tái)在神經(jīng)科學(xué)藥物研發(fā)中的應(yīng)用,通過嚴(yán)格測試和開源分析流程,展示了其高重復(fù)性和解析化合物作用機(jī)制的能力,并以精神分裂癥治療藥物研發(fā)為例,闡述了該平臺(tái)如何助力藥物研發(fā)項(xiàng)目。Ye和Li在研究中,均使用到了納升級液體處理系統(tǒng)Echo Liquid Handler,幫助進(jìn)行化合物的添加與RNASeq反應(yīng)體系的配置。


納升級液體處理系統(tǒng)Echo

● 采用聲波能量進(jìn)行液體轉(zhuǎn)移,避免使用吸頭進(jìn)行接觸式移液,避免了吸頭的使用與交叉污染;

● 單次轉(zhuǎn)移液滴2.5或25納升,可采用更小的反應(yīng)體系,減少實(shí)驗(yàn)試劑的使用;

● 每秒可完成300-500次液滴的轉(zhuǎn)移,1塊184孔板100納升/孔的液體添加,3分鐘即可完成;

● 采用聲波進(jìn)行非接觸式移液,在高通量的藥篩篩選過程中,可從母孔直接進(jìn)行梯度稀釋,獲得更好的IC50值。


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圖2. Echo與Echo移液原理


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圖3. 傳統(tǒng)IC50實(shí)驗(yàn)(左)與Echo IC50實(shí)驗(yàn)(右)對比


DRUG-Seq與自動(dòng)化液體工作站


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圖4. DRUG-Seq自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)流程


DRUG-Seq實(shí)驗(yàn)流程,操作步驟多、耗時(shí)長。使用Biomek自動(dòng)化液體工作站和Echo納升液體處理系統(tǒng),能夠解放人力、提高效率:

● Biomek完成前期的細(xì)胞鋪板、細(xì)胞換液、細(xì)胞傳代,實(shí)驗(yàn)板準(zhǔn)備工作;

● Echo進(jìn)行化合物添加;

● Biomek添加細(xì)胞裂解液,Echo添加特異標(biāo)簽,反轉(zhuǎn)錄試劑;

● Biomek將產(chǎn)物合并,建庫。


自動(dòng)化在 Drug - Seq 中的優(yōu)勢

● 提高效率,自動(dòng)化設(shè)備可以同時(shí)處理大量樣本,快速完成細(xì)胞培養(yǎng)和化合物篩選,縮短整個(gè)實(shí)驗(yàn)周期;

● 提高準(zhǔn)確性和重復(fù)性,自動(dòng)化操作減少了人為因素的干擾,使得每個(gè)樣本的處理和分析條件更加一致。在不同實(shí)驗(yàn)室或不同批次的實(shí)驗(yàn)中,自動(dòng)化流程能夠保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性,這對于驗(yàn)證藥物反應(yīng)相關(guān)的生物標(biāo)志物等研究至關(guān)重要;

● 降低成本,雖然自動(dòng)化設(shè)備投資較大,但由于提高了效率、減少了錯(cuò)誤導(dǎo)致的重復(fù)實(shí)驗(yàn),尤其是聲波移液系統(tǒng)Echo,在使用化合物和反應(yīng)體系配置時(shí)能夠做到納升級移液,因此總體成本會(huì)降低。


參考文獻(xiàn):

Ye, C. et al. DRUG-seq for miniaturized high-throughput transcriptome profiling in drug discovery.Nat Commun.9, 4307 (2018).Jingyao Li. et al. DRUG-seq Provides Unbiased Biological Activity Readouts for Neuroscience Drug Discovery. ACS Chem. Biol. 2022, 17, 1401?1414

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