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服務說明

 
  
  
 

高內涵篩選的優勢

為了快速的尋找藥物靶標或功能基因，高通量篩選成為研究的重要工具。高通量篩選模型主要建立在分子水平之上，針對單一藥物靶點對被篩樣品的活性進行評價，僅能夠得到有限的活性數據，無法全面反映出被篩樣品的生物活性特征，因此初篩得到的陽性結果仍需要進一步確認。
高內涵篩選選則能夠在保持細胞結構和功能完整性的前提下，同時檢測被篩樣品對細胞形態、生長、分化、遷移、凋亡、代謝途徑及信號傳導等方面的影響，在單一實驗中獲取大量與基因、蛋白質及其他細胞成分相關的信息，確定被篩樣品生物活性和潛在毒性的過程。高內涵篩選應用高分辨率的熒光數碼影像系統獲得被篩樣品對細胞產生的多維立體和實時快速的生物效應信息，對其多角度分析。

 

高內涵篩選系統的組成

1．熒光顯微系統

　　許多化合物只能引起細胞形態、細胞器形態和分子分布等微弱的改變，因此必須使用高分辨率的熒光顯微系統才能夠檢測出來。細胞與熒光標記物結合后，其生理狀態的改變即可被熒光顯微系統的熒光探針捕獲。

2．自動化熒光圖像獲取系統

　　在觀察到熒光標記的細胞變化后，可用高分辨率CCD相機將圖像拍攝下來。自動化熒光圖像獲取系統可快速并精確地移動細胞培養板或載玻片，自由轉換各種波長的激光及散射濾光片以滿足多種研究需要。若同步使用激光共聚焦技術則可以與多種細胞培養板匹配，在較短時間內完成96孔板或384孔板樣品分析。另外，還可添加溫度控制系統以維持細胞活性，以及添加自動加樣系統和白光系統等。

3．檢測儀器

　　觀察并獲取圖像只是高內涵篩選技術的第一步，為了有效完成分析工作，必須利用檢測儀器從圖像中提取有價值的信息。目前，一些公司開發了應用變化終點檢測和動態活細胞檢測相結合分析方法的檢測儀器以拓展檢測范圍。代表性的是美國Cellomics公司開發出的ArrayScan HCS Reader和KineticScanTMHCS Reader等。

4．圖像處理分析軟件

　　隨著高內涵篩選系統的升級，需要一種新型的高內涵篩選軟件簡化和自動化其操作,從而更加準確地測定基于形態學和熒光標記的細胞特征參數。例如Cellomics公司開發的BioApplication軟件可將多種來源的圖像數據轉化為生物學信息，包括來自熒光檢測、激光共聚焦、掃描流式細胞檢測及其他高內涵篩選檢測儀器的圖像數據。

5．結果分析和數據管理系統

　　上述應用軟件可用于追蹤分析多種細胞變化過程，如信號分子轉位、受體內源化、鈣離子化、酶活化、細胞凋亡、細胞周期以及神經突觸生長等，通過分析個體和群體細胞水平的多種特征獲取有意義的生物信息。數據管理系統用來儲存和管理已獲取的圖像和定量分析結果，并能夠將這些結果以圖像、表格等多種形式在個體和群體細胞水平輸出，使研究人員能夠系統地進行總結并作出決策。 
 

高內涵篩選的應用實例

1．細胞運動性檢測

細胞的運動特性影響細胞的很多生理和病理學過程，如癌細胞轉移、炎癥、血管形成、創傷修復和胚胎發育等。高內涵篩選能夠通過測定遷移細胞的運動軌跡分析細胞的運動能力。實驗在鋪滿標記熒光珠子的毯狀結構上進行，隨著細胞移動，珠子不斷被吞噬而記錄下其運動軌跡，軌跡面積與細胞運動能力大小是成比例的。
吉凱實驗實例： 
針對不同基因的靶點病毒和對照病毒（877）分別感染細胞，四天后將準備好的細胞種植于事先鋪滿單層fluorescent beads的特殊處理過的96孔板上，培養24h后，進行固定、染色，對單個細胞標記后，用cellomics進行高通量掃描，通過統計Full-Track-Area、Motion-Track-Area、FullTrackAreaPerCell 、MotionTrackAreaPerCell等參數進行統計篩選。分析細胞運動能力的改變。
  

 

2．細胞周期檢測

PI ,即碘化丙錠,可以與細胞內DNA 結合后能被激發產生熒光,通過cellomics arrayscan檢測到的與DNA 結合的PI 的熒光強度可以反映了細胞內DNA含量的多少。由于細胞周期各時相的DNA 含量不同,通常正常細胞的G1/ G0 期具有二倍體細胞的DNA 含量(2N) ,G2/ M 期具有四倍體細胞的DNA 含量(4N) ,而S 期的DNA含量介于二倍體和四倍體之間。因此,通過cellomics arrayscan拍照，利用圖像分析軟件可以將細胞周期各時相區分為G1/ G0 期,S 期和G2/ M 期,并可通過軟件計算各時相的百分率。
吉凱應用實例： 
分別將陰性對照靶點和多個目的基因有效靶點慢病毒感染腫瘤細胞，通過cellomics儀器對細胞進行掃描分析，得到的周期實驗結果如下：
  
 

3．細胞增殖檢測

利用轉染、感染、染色等方法將熒光標志物（如GFP、Hochest等）對細胞進行熒光標記，利用Cellomics儀器冷陰極放電(CCD) 鏡頭對細胞拍照得到高分辨的圖像,獲得帶熒光的細胞多方位信息，通過軟件分析處理計算出孔板中不同組別含有的細胞數目。基于cellomics儀器的細胞計數實驗具高效、準確、快速等特點。
吉凱實驗實例： 
將針對不同基因的RNA干擾靶點的慢病毒（同時表達GFP）感染的各組細胞接種到96孔板中放入培養箱中培養。每天將培養的細胞在cellomics儀器上掃描拍照，應用vHCS Scan掃描軟件并調取檢測細胞計數的實驗程序對孔板進行掃描計數，連續檢測5天，每天在相同時間檢測一次，得到5個結果，最后對這5天數據進行軟件分析，得到細胞個數等信息，并進行結果分析，從而得到該細胞增殖圖。
   
 

4、血管生成能力檢測

Matrigel tube formation實驗是經典的研究腫瘤細胞分泌因子對血管內皮細胞（HUVEC）成血管能力的影響的實驗，通過cellomics拍照及圖像處理系統，可以一次性的得到血管密度，血管長度，血管節點數目等眾多來反映成血管能力的強弱的數據指標。
吉凱實驗示例： 
在96孔板上均勻鋪入Matrigel，37度培養箱培養使其凝固，將HUVEC細胞用5%的FBS重懸；與不同基因敲減后，腫瘤細胞A549分泌上混合培養24h，染色后用cellomics進行高通量掃描，通過對tube counts & density、tube location、tube area、tube length & width等分析，判斷促進血管生成能力的差異。
  

 

5、腫瘤細胞克隆形成能力檢測

克隆形成實驗是測定細胞增殖能力和獨立生存能力重要方法。通過細胞在培養板上的克隆形成能力來反映細胞的成瘤能力。通過cellomics array scan對形成的細胞群落進行掃描后，獲得的數據可以分析細胞形成克隆的能力。
吉凱實驗實例 
分別將陰性對照靶點和目的基因有效靶點慢病毒感染細胞，三天后將處于對數生長期的細胞消化，在96孔板培養板中接種200個細胞/孔，繼續培養到對照組單個克隆中細胞數大于5天為止。用cellomics array scan儀器對孔掃描拍照，統計分析形成的克隆數目、克隆大小以及克隆內的細胞數。