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高内涵系统筛药

高内涵筛选(High Content Screening, HCS)是一种结合自动化成像、多参数图像分析和细胞功能评价的先进药物筛选技术,可在细胞水平对大量化合物进行系统性评价。该技术通过荧光标记、细胞成像及人工智能图像分析等手段,同时获取细胞形态、蛋白表达、亚细胞定位、信号通路变化及细胞表型等多维度信息,相较于传统单一指标检测方法,能够更加全面地反映化合物的生物学效应。

高内涵筛选(High-Content Screening,HCS)系统集成自动化高分辨率显微成像与智能图像分析技术,可实现细胞及类器官水平的多参数、高通量药物筛选与功能评价。

仪器设备

达吉特配备ImageXpress Micro Confocal共聚焦高内涵成像分析系统及CellXpress.ai全自动AI智能类器官工作站,实现细胞与类器官的自动化培养、高通量成像采集及智能化数据分析。

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应用场景

依托高内涵成像系统及全自动AI智能类器官工作站,可针对细胞活性、形态变化、细胞迁移、类器官表型、蛋白转位等指标开展药物筛选及活性评价服务。结合高内涵成像、多参数表型分析及AI智能化数据处理,可用于天然产物、小分子化合物及候选药物的功能筛选,支持抗肿瘤、抗炎、神经保护等多领域药物研发,助力发现具有潜在生物活性的候选分子并解析其作用机制。

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技术优势

1. 多维度全景式筛选:可同时获取细胞形态、生长状态、分化水平、迁移能力、凋亡水平、蛋白定位及细胞器变化等多维度信息,从整体表型层面评估化合物对细胞功能的综合影响;

2. 高通量自动化筛选:依托自动化样品处理、高速成像采集及智能化数据分析流程,可实现大规模化合物库的快速筛选,结合关键评价指标可快速发现具有潜在活性的候选分子;

3. 支持活细胞及类器官模型评价:不仅可应用于二维细胞模型,还能够拓展至类器官等更接近体内微环境的三维模型,实现对药物作用效果、组织结构变化及功能表型的综合评价。

研究案例

研究案例1:利用高内涵筛选调控AP-4蛋白转运的小分子

美国波士顿儿童医院研究团队基于AP-4相关遗传性痉挛性截瘫(AP-4-HSP)患者来源成纤维细胞,建立高内涵筛选平台,以自噬关键蛋白ATG9A在高尔基体与细胞质中的分布比例作为核心评价指标,对28,864个小分子化合物进行高通量筛选,获得503个候选活性分子。进一步结合剂量验证及神经元模型评价,最终筛选获得候选化合物BCH-HSP-C01。最终证实,该化合物能够通过调控囊泡运输及自噬相关通路,改善AP-4-HSP细胞病理表型,为靶向神经退行性疾病的小分子药物发现提供了新的研究策略。

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研究案例2:利用高内涵筛选具有抗衰老作用的小分子

华中科技大学研究团队建立基于细胞衰老表型的高内涵筛选模型,以SA-β-Gal阳性细胞比例、细胞毒性等多参数指标作为评价标准,对805种天然产物进行系统筛选。高内涵筛选结果显示,灵芝酸A可显著降低衰老细胞比例,同时保持较低细胞毒性。进一步在氧化应激和基因毒性诱导的多种细胞衰老模型中验证发现,灵芝酸A均可改善细胞衰老表型,促进细胞增殖恢复。机制研究表明,灵芝酸A可通过靶向TCOF1维持核糖体稳态,从而抑制细胞衰老进程。

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参考文献

  1. Saffari A, Brechmann B, Böger C, et al. High-content screening identifies a small molecule that restores AP-4-dependent protein trafficking in neuronal models of AP-4-associated hereditary spastic paraplegia. Nat Commun. 2024;15(1):584. Published 2024 Jan 17. doi:10.1038/s41467-023-44264-1

  2. Chen L, Wu B, Mo L, et al. High-content screening identifies ganoderic acid A as a senotherapeutic to prevent cellular senescence and extend healthspan in preclinical models. Nat Commun. 2025;16(1):2878. Published 2025 Mar 24. doi:10.1038/s41467-025-58188-5

  3. Zheng ZG, Xu YY, Liu WP, et al. Discovery of a potent allosteric activator of DGKQ that ameliorates obesity-induced insulin resistance via the sn-1,2-DAG-PKCε signaling axis. Cell Metab. 2025;37(5):1235-1236. doi:10.1016/j.cmet.2025.03.010