低から中程度のスループットで培養哺乳動物細胞の細胞増殖と生存に影響を与える化合物を同定する戦略

治療の可能性を有する化学化合物のために決定する必要がある最も重要な特性の一つは、動物細胞への毒性です。この特性は、薬物がより広範な研究のための良い候補であるかどうかを決定します.ほとんどの場合、毒性を最小限に抑えた化合物が求められますが、特定の細胞型を殺す能力を持つ化合物が、例えば抗腫瘍性薬物が関心を持つ状況があります。全動物は全身毒性を決定するための最良のモデルシステムですが、少数の化合物をテストする必要がある場合、関連するコストと労力は非常に高くなります。このような哺乳動物細胞培養は、一般に最も効率的な^代替1、2として使用される。小~中スループットの薬物スクリーンは、細胞培養中に毒性を評価できる重要なモダリティである。これらの画面は、個々のシグナリング経路を対象とする注がれたライブラリを調知るために使用できます。このような画面の一般的な形式は、最初に探索的一次毒性スクリーンで単回用量(一般に10μM)でライブラリ内のすべての化合物をテストし、その後、毒性を完全に特徴付けるために詳細な二次用量応答スクリーンを実行することですプライマリ画面からのヒットのプロファイル。この戦略を実装する方法をここで説明し、有毒化合物を識別し、特徴付ける迅速で効率的かつ安価な方法を提供します。

哺^{乳動物細胞3,4}における小さな化合物およびナノ材料の細胞毒性を評価するために、複数の方法が開発されている。特定の材料が誤解を招く結果を提供するアッセイと相互作用することができ、そのような相互作用は毒性^{スクリーン4}からのヒットを特徴付けるときテストされるべきであることに留意すべきです。細胞毒性アッセイは、トリパンブルー^排除5、乳酸脱水素酵素(LDH)放出アッ^セイ6、アラマーブルーアッ^セイ7、カルシエンアセトキシメチルエステル(AM)8、およびATPアッ^セイ9を含む。これらのアッセイはすべて、細胞数のプロキシとして機能することができる細胞代謝の様々な側面を測定します。いずれも3-(4,5-ジメチルチゾール-2-yl)-2,5-ジフェニルテルゾリウム臭化物(MTT)、2,3-ビス(2-メトキシ-4-ニトロ-5-スルホフェニ)-2H-テトラゾリウム(塩-5-カルボニウム)などの塩系アッセイを提供しています。 4-(3-4-ヨウドフェニル]-2-[4-ニトロフェニル]-2H-5-テトラゾリオ)-1,3−ベンゼンジスルホン酸(WST-1)10、11は、低コストで良好な精度と使いやすさを提供します。このデモンストレーションで使用されるMTTは、ミトコンドリア還元酵素によって不溶性のフォルマザンに減少し、この変換の速度は細胞数と強く相関する。このアッセイは、小規模で、最大2,000^化合物12のスクリーニングライブラリのために日常的に利用されています。標識マーカーによる細胞の直接カウントは、細胞数を評価する別の方法を提供し、MTTアッセイとは異なり、細胞増殖のダイナミクスに関する追加情報を提供することができます。いくつかの一般に利用可能なアルゴリズムは、自動セル数分析を実行するために利用可能であり、イメージング^{リーダー13、14}のためのソフトウェアパッケージの一部である独自のアルゴリズムもあります。この方法の説明では、tdTomato¹⁵を構成的に発現するように遺伝的に編集されたヒト神経幹細胞(NSC)ラインは、MTTアッセイと自動細胞計数との間の細胞生存率の結果を比較するためのテストラインとして機能する。57のテスト化合物の毒性を評価するスクリーンでのアッセイ。この戦略の主な目的は、有毒化合物を同定し、特徴付けさせることでしたが、成長抑制および増殖増強化合物を潜在的に同定する追加の利点があり、したがって、薬物を同定するための効果的な方法を提供します細胞の成長を調節することができます。