Glucagon受体模型的建立与高通量药物筛选

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化合物活性筛选是药物创新研究的起点和具有决定意义的步骤,是源头创新和持续创新的关键,离开筛选就无从发现具有某种特定生物活性的新型化学物质,新药的研究开发就将成为无源之水。但是,这种基本技术能力恰恰是我国创新药物研制中最为突出的薄弱环节,成为制约医药工业转型的"瓶颈"之一。传统的动物筛选模式劳动强度大、效率低,近年来,随着分子生物学、分子药理学和自动化技术的发展,高通量药物筛选(High throughput screening, HTS)成为药物早期发现的重要手段。它是利用药靶的分子或细胞水平的生物学机制,以微孔板为基础进行大量筛选,找到能选择性作用于药靶的活性化合物,具有微量、快速、灵敏、准确等优点。 人胰高血糖Glucagon Receptor (GCG-R)能够活化腺苷酸环化酶,通过Gs型蛋白偶联GTP使细胞内信号完成表达。胰高血糖素具有活化磷脂酶C,并通过肌醇磷酸盐通道导致细胞内Ca2+流失,升高血糖的生理学功能, GCG-R偶联Ca2+流失,经Gs通道激活腺苷酸环化酶激活了其信号转道通路。GCG-R的拮抗剂可能是治疗2型糖尿病的有效药物。为了进一步了解GCG-R的生理学功能和开展抗2型糖尿病新药研究,作者建立了GCG-R拮抗剂的高通量筛选模型,并以天然产物为资源,筛选了GCG-R的拮抗剂。 建立了人GCG-R基因质粒(GCG-R/ pcDNA3.1)和一个能同时响应Gs、Gi和Gq受体的报告基因质粒(MRE/CRE/SRE/LUC),并将GCG-R质粒和报告基因质粒共转染到HEK293细胞、SH细胞、CHO细胞、Hela细胞等,通过G418筛选,建立了稳定的GCG-R受体拮抗剂筛选细胞株,并选出最优的CHO细胞株作为筛选用细胞株。当化合物与膜表面的GCG-R结合后,抑制GCG-R对应的信号级联反应,改变胞内第二信使的表达水平,响应元件响应这种变化,促进报告基因的表达。通过检测细胞质中报告基因的表达量,间接评估化合物的生物活性 。 为了有效排除筛选过程中的假阳性和假阴性,同时建立了只含报告基因质粒的阴性细胞株。 利用 cAMP响应元件CRE的激活剂Forskolin和受体内源激动剂Glucagon探索和优化了荧光素酶表达时间、每孔细胞数目、溶剂DMSO终浓度、荧光素酶底物浓度等筛选实验条件,建立了可靠的筛选方法。实验结果表明,GCG-R细胞株用于高通量筛选的条件为:细胞数目4′104个/孔,激动剂孵育时间为6h,每孔DMSO终浓度小于1%,荧光素酶底物终浓度为12.5%(V%),其系统Z’因子为0.74,适用于GCG-R拮抗剂的高通量筛选。 利用建立的筛选模型对500种天然产物水醇提物10500个样品进行了筛选,发现43种天然产物水提物样品对GCG-R活性有较好的抑制作用。 综上所述,本文建立的筛选模型能够用于GCG-R拮抗剂的高通量筛选。
其他文献
【目的】  1.采用在大鼠颈背部皮下注射大剂量的D-半乳糖,建立大鼠皮肤过氧化损伤的动物模型。  2.在大鼠皮肤过氧化损伤模型的基础上,研究辅酶Q10及辅酶Q10联合Q伴侣对过