以受体为靶点的药物筛选模型的建立和应用

PDX模型的构建、应用及不足

传统抗肿瘤药物筛选是将肿瘤细胞系接种在免疫缺陷小鼠皮下，但临床药效相关性不到5%。大约20年前德国人开始尝试直接接种新鲜的肿瘤组织块到小鼠皮下，建成人源肿瘤异种移植模型（Patient Derived Xenograft model，PDX模型），过去10余年药厂做了很多系统的研证，甚至前瞻性临床实验，结论是PDX药效结果与临床相关性高达90%。

目前欧美日各大药厂无一例外，都广泛普遍的用PDX做临床前抗肿瘤药物研发。2016年2月美国国家癌症研究院（NCI）把PDX和人源肿瘤细胞系（Patient Derived Cell line，PDC）放入指南，建议大家放弃使用传统的NCI-60或ATCC 的肿瘤细胞系，改为PDX和PDC。PDX模型是指将病人的新鲜肿瘤组织移植到免疫缺陷小鼠体内，依靠小鼠提供的环境生长的一种异种移植模型。这种模型保留了原代肿瘤的微环境和组织病理学及遗传学特征，对于筛选抗癌药物以及预测患者疗效、毒副作用、吸收程度等具有重要意义；此外，PDX模型可以保留原代病人肿瘤的特性，可以作为活体肿瘤用于保存和传代，为肿瘤学研究提供非常宝贵的研究标本。PDX模型平台是精准医疗中不可或缺的重要技术手段，如果说二代测序（NGS）技术能解决25%病人的药物选择问题，PDX模型等功能性药敏检测则解决另外75%病人的精准用药问题。个体化的PDX模型将成为肿瘤治疗中的一大助力，帮助医师为患者制定独一无二，最为适宜的治疗方案。

PDX模型的构建

PDX模型的建立方法是将新鲜外科手术肿瘤组织或活检组织通过皮下或原位种植到免疫缺陷的小鼠身上，也有将肿瘤种植到血供更为丰富的肾包膜下。皮下移植因其操作简单、容易观察、方便定期测量和适合传代等优点被广泛使用，但成功率相对较低，约40-60%，而且皮下异种移植瘤模型一般局限于皮下成团生长，很少出现转移扩散和转移瘤。肾包膜下移植因其血供比较丰富，成功率能达到95%以上，但肾包膜移植技术要求较高，受体小鼠的手术损伤较大，小鼠肾脏较小且肾包膜脆弱，操作容易失败，且易导致感染，肾包膜下移植不能直接观察肿瘤的大小也局限了其应用范围。与前两种移植位点相比，原位移植更加贴近肿瘤微环境，尤其是在研究肿瘤转移方面，原位移植模型最为理想，但由于原位移植对操作者的技术要求较高建模比较困难，也局限了其广泛应用。用于建立PDX模型的小鼠为免疫缺陷小鼠，常用BALB/C-Nude、NOD/SCID、NSG及NCG小鼠，其中NSG、NCG小鼠不但缺乏T细胞、B细胞和NK细胞，而且细胞因子信号传递能力缺失，对人源细胞和组织几乎没有排斥反应，是目前国际公认的免疫缺陷程度最高，最适合人源细胞或组织移植的工具小鼠。此外，肿瘤类型、肿瘤的恶性程度、组织离体时间及激素补充等也是影响PDX模型构建成功的重要因素。

918细胞与分子免疫学杂志（Chin J Cell Mol ImmUn〇l)2020, 36(10)

.论著• 文章编号

：1007 -8738(2020)10 -0918 -06

含表皮生长因子受体（EGFR)启动子萤光素酶报告基因的三阴性乳腺癌

细胞模型的建立

梁丹丹、王春苗\李俊莹、覃良淑\粟正英2,侯华新| +

G广西医科大学药物分析教研室，广西南宁530021; 2广西国际壮医医院药学部，广西南宁530201)

[摘要]目的建立稳定表达人表皮生长因子受体（EGFR)启动子及萤光素酶（Luc)报告基因的三阴性乳腺癌细胞系，并对其

应用进行初步验证。方法采用基因重组技术，构建含有EGFR启动子以及Luc报告基因的慢病毒载体，并感染MDA-MB231

细胞，经过嘌呤霉素筛选获得能稳定表达Luc活性的MDA-MB231-EGFR-Luc2细胞系；分别采用EGFR激活剂EGF以及抑制剂

吉非替尼处理细胞后检测Luc活性变化。结果通过基因测序和质粒双酶切鉴定，EGFR基因启动子Luc报告基因-慢病毒表

达载体构建成功，经过嘌呤霉素筛选获得稳定表达Luc的MDA-MB231-EGFR-LUC2细胞；EGF可剂量依赖性的增加细胞中Luc

的活性，而吉非替尼则相反。结论建立了 MDA-MB231-EGFR-Luc2稳定表达EGFR启动子及Luc报告基因细胞系，为高通量

筛选靶向EGFR的抗肿瘤药物提供一类新的细胞模型。

[关键词]表皮生长因子受体；启动子；萤光素酶报告基因；三阴性乳腺癌；MDA-MB231细胞

[中图分类号]Q279, R737.9, R392-33, R965 [文献标志码]A

表皮生长因子受体（epidermal growth factor

receptor, EGFR)为跨膜酪氨酸激酶蛋白，是酪氨酸

激酶受体超家族的成员之一。

EGFR调控的信号通

路在细胞增殖、存活、分化、迁移中发挥着关键作

用[1_3]，

消化系统疾病药物的筛选模型定义

消化系统疾病药物的筛选模型定义

引言：

消化系统疾病是指影响胃、肠、肝、胆囊和胰腺等器官的疾病，包括但不限于胃溃疡、肠道感染、脂肪肝和胰腺炎等。针对这些消化系统疾病，药物的筛选模型起到了至关重要的作用。本文将详细介绍消化系统疾病药物筛选模型的定义、分类、应用和优势。

一、定义

消化系统疾病药物筛选模型是一种用于评估和预测药物对消化系统相关疾病的治疗效果和安全性的计算机模型。该模型基于已有的临床试验数据和实验室数据，通过数学建模和统计分析，能够预测候选药物在人体内的吸收、代谢、分布和排泄等动力学过程，并评估其对特定消化系统疾病相关指标的影响。

二、分类

根据应用领域和建模方法，消化系统疾病药物筛选模型可以分为以下几类：

1. 体外模型：体外模型是在体外实验条件下建立的药物筛选模型，通过细胞培养、组织切片或人工合成的器官模型等方法，模拟人体内消化系统的生理环境。这种模型可以评估药物的细胞毒性、药代动力学和药效学等指标，为进一步的临床研究提供重要参考。

2. 动物模型：动物模型是在实验动物身上建立的药物筛选模型，通过给予动物特定剂量的候选药物，观察其对消化系统疾病相关指标的影响。常用的动物模型包括小鼠、大鼠、豚鼠和猪等。这种模型可以评估药物的毒性、吸收率和生物利用度等参数，并初步预测其对人类患者的疗效。

3. 临床试验数据分析模型：临床试验数据分析模型是基于已有临床试验数据建立的预测模型，通过统计学方法和机器学习算法，挖掘潜在关联和规律。这种模型可以从大规模临床试验中提取特定消化系统疾病相关指标的变化趋势，评估药物的治疗效果和安全性。

三、应用

消化系统疾病药物筛选模型在以下几个方面具有广泛应用：

1. 药物发现和设计：消化系统疾病药物筛选模型可以帮助药物研发人员预测候选药物的活性、毒性和代谢途径等参数，指导合理设计和优化药物结构。通过模拟和预测候选药物与靶点之间的相互作用，可以提高新药的研发效率和成功率。

一　张琪江苏省药物研究所　摘要：药物筛选技术在药物研发过程中起着举足轻重的作用。通过对近来药物筛选新技术的研究，阐述了高通量　药物筛选（ＨＴＳ）技术和高内涵药物筛选（ＨＣＳ）技术的概念、原理及其各个组成部分筛选模式及检测方法，并着重　归纳了其在国内外及江苏省的研究现状。　关键词：药物筛选；高通量药物；高内涵药物；综述　新药筛选技术ＨＴＳ和ＨＣＳ　药物筛选是通过规范化的实验手　段对可能作为药用的物质进行初步药　理活性的检测和试验，以求发现其药用　价值和临床用途，为发展新药提供最初　始的依据和资料。它是现代药物开发流　程（见图１）中检验和获取具有特定生　理活性化合物的一个步骤，在药物开发　过程中起着至关重要的作用。　筛选工作在世界范围内广泛开展起来…。　而在９０年代后期问世的高内涵药物筛　选（ＨＣＳ）技术，解决了药物发现过程　中出现的瓶颈问题，将新药筛选技术推　向了新的高点。　１．高通量药物筛选　ＨＴＳ是在传统的筛选技术基础上，　应用药理学、生物化学、分子生物学及　细胞生物学、计算机科学、药物化学、组　合化学等多个学科知识的一种　药物筛选体系，在药物的筛选过　

图１现代药物开发流程　传统的药物筛选主要是采用药理　学的实验方法，通过体内、体外的多种　实验，评价药用样品的药理活性。而传　统的药理实验方法存在着样品和实验　动物消耗量大，劳动强度大等缺点，不　能适应大量样品的同时筛选。近年来，　随着细胞生物学、分子药理学、生物化　学及病理学等学科的发展，特别是８０　年代中期，实验室自动化工作站的应用　及对药物作用机制的深入认识，酶和受　体与疾病的关系不断被阐明，促使药物　筛选由整体动物实验为主转变为体外　实验为主，形成了高通量药物筛选　（ＨＴＳ）的模式，使大规模高效率的药物　ｌｌ：　ｌｌｌ　ｌｌ８　Ａｕｇｕｓｔ　２００７　程中具有高效、快速、微量等特　点［　。　（１）ＨＴＳ体系的定义，就是　以分子细胞水平的实验方法为　基础，以微型板为实验工具载体，以自　动化操作系统执行实验过程，以灵敏快　速的检测仪器采集实验数据，以计算机　对实验获得的数据进行分析处理，同时　对数以万计的样品进行检测。　（２）ＨＴＳ体系由５部分组成：①化　合物样品；②分子细胞水平的特异性体　外体内筛选模型；③高灵敏度检测系　统；④自动化操作系统；⑤数据库管理　系统。　化合物样品主要有人工合成和从　天然产物中分离纯化两个来源。天然产　物中分离出的化合物，母核结构和活性　基团是长期自然选择形成的，所表现出　来的生物活性具有人工合成化合物多　不能比拟的优势。与此同时，组合化学　和组合化合物库的应用就是为了适应　ＨＴＳ而发展起来的新兴领域　。理论上，　组合化学每年可以提供数十万或更多新　化合物。　分子水平的药物筛选模型是ＨＴＳ　中使用最多的模型。根据生物分子的类　型，分子水平的药物筛选模型主要分为　受体、酶、通道、基因和其他类型的模　型，其特点是药物作用靶标明确，应用　这些模型可以直接得到药物作用机理　的信息　。细胞水平药物筛选模型是观　察被筛样品对细胞的作用，但不能反映　药物作用的具体途径和靶标，只能反映　出药物对细胞生长等过程的综合作用。　其模型是拟设计药物作用的靶细胞，应　用细胞培养技术获得所需细胞，将这些　细胞候选化合物相互作用，从而对化合　物进行筛选。　高灵敏度检测系统、自动化操作系　统及数据库管理系统都对大量化合物　进行快速、高效、低成本、微量化的筛选　起着至关重要的作用。放射　检测方法　的建立，特别是ＳＰＡ检测方法的应用，　使在９６孔板上进行的小样本量实验得　到发展，促进了ＨＴＳ的实现。荧光检测　法（ＦＬＩＰＲ）的出现实现了细胞内钙离　子流、膜电位及细胞内ｐＨ的测定［　；