斑马鱼为何作为高内涵筛选HCS的模式动物？

有两种有效的筛选方法，广泛用于早期药物发现中的化合物分选。这些方法包括高通量筛选 （HTS） 和高内涵筛选 （HCS）。虽然前者从大量新药候选药物中快速有效地分选有用的化合物，但HCS使用基于成像的多参数分析来鉴定可能影响这些药物疗效的化合物。 在本文中，您将了解什么是HCS，使用的不同方法以及常见做法。我们还将讨论如何将斑马鱼纳入高内涵筛选过程。让我们开始吧！

什么是高内涵筛选？

高内涵Screening是一种成熟的方法，更常用于细胞事件的多参数分析。它专门用于药物发现过程中的生物研究和毒性筛选。因此，HCS技术可用于确定候选药物是否改变病程，高内涵筛选主要识别改变细胞形态和表型的微分子，如肽或RNAi。形态和表型状态的这些变化可以诱导细胞产物（如蛋白质）合成的增加或减少，以及细胞视觉外观的变化。

在高内涵筛选中，首先用选择的基于体外的测定方法孵育物质或化合物，然后研究细胞的分子成分和结构。最常见的研究包括用荧光标记蛋白。细胞表型的变化通过自动图像分析来测量。使用具有不同吸收和发射峰的荧光标记可以同时估计各种不同的细胞成分。

高内涵筛选方法

高内涵筛选方法可以被认为是某种程度的毒理学测定，因为它们通过测量细胞对任何环境或化学刺激的生理反应来工作。生理反应从相对简单的急性细胞毒性变化（前面提到的细胞计数和细胞形态）到特定细胞器的更具体的变化。HCS可以应用于许多情况，通常是在多参数测量时，其中多个事件的互相关可以帮助定义确切的毒性状态。HCS在药物发现和优化方面已经站稳了脚跟，特别是在细胞毒性领域。

用于高内涵筛选的斑马鱼Zebrafish

体内实验是全球生物研究人员使用的常见动物实验模型。猴子和老鼠与我们人类共享多个基因。然而，在过去的几十年里，出现了新的伦理学替代品，如斑马鱼。

斑马鱼是药物发现和高内涵筛选的绝佳体内选择。斑马鱼胚胎是完全透明的，可以简单地生长和维护。70%的斑马鱼基因存在于人类细胞中。此外，84%的疾病基因同源物在人类和斑马鱼之间共享。在HCS中使用斑马鱼幼虫（zebrafish larvae）而不是基于细胞的测定的另一个优点是，幼虫是完整的生物体，其中考虑了所有生理相互作用，当它们在受精后5天内，使用这些鱼类的分析仍被视为体外分析。

由于斑马鱼胚胎的光学半透明性的应用，使用斑马鱼进行高内涵筛选是非常有益的。与许多鱼类类似，斑马鱼很容易吸收水中溶解的物质。科学家可以通过将所需的物质放入水中来利用这种能力。然后，这些物质可以改变生物体的遗传编码，使研究人员能够分析这些增加的突变的影响。科学家们还可以使用转基因鱼来关闭或开启某些基因。与其他动物相比，研究人员很容易对候选物质的毒性或药物对鱼类的副作用进行实验。由于鱼胚胎可以在体积远小于1毫升的非常小的容器中存活，这意味着可以在非常小的空间内测试大量物质，这也有助于节省药物数量。

另一个好处是荧光标签可以与筛选分子一起注入。例如，如果我们在试验一种肺炎链球菌特异性抗生素，我们可以注入一种针对肺炎链球菌的荧光标记药物，然后使用HCS观察药物引起的效果。这将自动量化面积，荧光信号强度，还将分析整个鱼和内部细胞器的特性，包括眼睛，卵黄、脊椎、尾巴，大脑，内部颗粒等。然后计算每条鱼和细胞器的统计数据，以提供有关药物活性的证据。

如您所见，小而强大的斑马鱼可以对药物发现过程产生重大影响，并且可以轻松帮助高内涵筛选。高内涵筛选是药物发现过程的一个关键方面，使用正确的方法可以决定过程的成败。