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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:1437

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 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,闡述了該平臺如何助力藥物研發(fā)項目,。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與自動化液體工作站


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圖4. DRUG-Seq自動化實(shí)驗(yàn)流程


DRUG-Seq實(shí)驗(yàn)流程,,操作步驟多、耗時長,。使用Biomek自動化液體工作站和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,。


自動化在 Drug - Seq 中的優(yōu)勢

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

● 提高準(zhǔn)確性和重復(fù)性,自動化操作減少了人為因素的干擾,,使得每個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,雖然自動化設(shè)備投資較大,,但由于提高了效率,、減少了錯誤導(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)體系配置時能夠做到納升級移液,,因此總體成本會降低,。


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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