基于细胞的药物筛选分析方法和其用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于根据独立权利要求1的前序部分培养在培养环境中的细胞的药 物筛选方法。
【背景技术】
[0002] 基于细胞的筛选方法代表着一种在临床前药物开发早期时，在决策过程中 评估新化合物（例如，新抗癌药物）的作用方式（诸如疗效和毒性）的重要信息来 源（Michelini, Cevenini等人，（2010)〃基于细胞的分析：加油药物发现（Cell-based assays:fuelling drug discovery) · "Anal Bioanal Chem 398 (I):227-238. ；An 和Tolliday(2010)，〃用于高通量筛选的基于细胞的分析（Cell-based assays for high-throughput screening). ^Mol Biotechnol45(2):180-186 ;Sharma, Haber 等人， (2010)"基于细胞系的平台以评估候选抗癌药物的治疗功效（Cell line-based platforms to evaluate the therapeutic efficacy of candidate anticancer agents) ·'，Nature Reviews Cancer 10:241-253.)〇
[0003] 鉴于它们在药物研发中的关键作用，过去十年中已针对研发更为生理相关 的基于细胞的分析研究了大量新颖方法（Yamada和Cukierman (2007)，〃以3D建模 组织形态发生和癌症（Modeling tissue morphogenesis and cancer in 3D).''Cell 130(4) :601-610 ;Pampaloni，Reynaud等人（2007);〃第三维填补了细胞培养与活组织 间的间隙（The third dimension bridges the gap between cell culture and live tissue). 〃Nat Rev Mol Cell Biol 8(10) :839-845)。例如，在癌细胞生物学和抗肿瘤药 物研发中，越来越多的科学证据表明，与平坦塑胶表面上的常规培养相比，容许癌细胞以三 维结构组织和生长的方法（三维培养模型）反映更为接近活体内中观察到的行为；特定 而言，就细胞生长、细胞信号传递和基因表达方面而言（Abbott (2003).〃细胞培养：生物 学的新维度（Cell culture:Biology，s new dimension). "Nature 424(6951):870-872; Kunz-Schughart, Freyer等人（2004)，〃使用用于高通量筛选的3-D培养物：多细胞球状体 模型（The use of 3-D cultures for high-throughput screening:the multicellular spheroid model). "J Biomol Screen 9(4) :273-285 ;Bissell(2007)，"建模乳腺癌 和侵袭的分子机制：借鉴正常腺体（Modelling molecular mechanisms of breast cancer and invasion: lessons from the normal gland) ·''Biochem Soc Trans 35 (Pt I) :18-22. ;Friedrich，Seidel等人（2009). 〃基于球状体的药物筛选：考虑和实用方法 (Spheroid-based drug screen:considerations and practical approach). ^Nat Protoc 4(3) :309-324 ;Debnath and Brugge(2005)，〃 在三维培养物中建模腺上皮癌（Modelling glandular epithelial cancers in three-dimensional cultures). ^Nat Rev Cancer 5(9):675-688)〇
[0004] 已经采用几种技术生产这些更为贴近生理的三维结构培养模型来测试抗癌药 物（Nyga 2011，Cheema等人（2011)，"3D肿瘤模型：对癌症研究的新颖活体外方法（3D tumour models:novel in vitro approaches to cancer studies) " J. Cell Commun. Signal. 5, 239-248) 最常见的三维技术利用（i)天然凝胶基质（Weaver，Petersen 等人（1997)，〃通过整合素阻断抗体逆转人乳腺癌细胞在三维培养和活体内的恶 性表型(Reversion of the malignant phenotype of human breast cells in three-dimensional culture and in vivo by integrin blocking antibodies) · "J Cell Biol 137(1):231-245. ;Fiebig，Maier 等人（2004)，〃用人肿瘤异种移植物建立 的克隆形成分析：活体外对活体内活性的相关性作为抗癌药物发现的基础（Clonogenic assay with established human tumour xenografts:correlation of in vitro to in vivo activity as a basis for anticancer drug discovery).^Eur J Cancer 40 (6) : 802-820 ;KrauSZ，de Hoogt等人（2013)，〃翻译模拟3D肿瘤生长的肿瘤微环境共同 培养分析平台用以高含量筛选（Translation of a tumor microenvironment mimicking 3D tumor growth co-culture assay platform to high-content screening) · 〃J Biomol Screenl8 (I) : 54-66)或合成凝胶基质（Loessner，Stok等人（2010) · 〃生物工程3D平 台以探讨上皮卵巢癌细胞的细胞-细胞外基质相互作用和耐药性（Bioengineered 3D platform to explore celI-ECM interactions and drug resistance of epithelial ovarian cancer cells) ·''Biomaterials 31 (32) : 8494-8506 ;Sieh，Taubenberger 等人 (2012)，〃培养在生物工程微环境中的前列腺癌LNCaP细胞的表型特征分析（Phenotypic characterization of prostate cancer LNCaP cells cultured within a bioengineered microenvironment). 〃PLoS 0ne7(9) :e40217. ;Yang 和 Zhao(2011). 〃 卵巢癌细胞系在肽 纳米纤维支架上的3D模型，以探讨细胞-支架相互作用和抗癌药物的化疗耐药性（A 3D model of ovarian cancer cell lines on peptide nanofiber scaffold to explore the cell-scaffold interaction and chemotherapeutic resistance of anticancer drugs). 〃Int J Nanomedicine 6:303-310)来源用于细胞封装，（ii)刚性聚合三维支架 (Fischbach，Chen 等人（2007)，〃 具有 3D 支架的工程改造肿瘤（Engineering tumors with 3D scaffolds). "Nat Methods 4(10) :855-860 ;Knight，Murray等人（2011). "Alvetex(R): 用于常规三维细胞培养的聚苯乙稀支架技术（Alvetex(R) :polystyrene scaffold technology for routine three dimensional cell culture) · "Methods Mol Biol 695:323-340)