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        脂滴——冠狀病毒等研究新靶點

        2020年,關于抗新冠病毒COVID-19高效藥物研發的新聞一直沒有間斷。老藥和新藥,調節機體免疫的和抑制病毒復制等……各種報道不斷進入人們的視線。那么,問題來了,有沒有一個平臺能對藥物的抗病毒效果進行高通量的評估,加速這一篩選進程呢?

        接下來,給大家分享介紹下國際上應用Yokogawa CQ1高內涵篩選平臺所取得的一些進展。

         

        CQ1用于脂滴相關抗冠狀病毒藥物篩選 

        來自密歇根大學藥物再利用中心的科學團隊,基于生物成像,利用FDA已批準的藥物庫,通過SARS-CoV-2病毒感染HUH7肝癌細胞,檢測脂滴的表達,檢測病毒的核衣殼(病毒蛋白質衣殼和衣殼中心包含的病毒核酸的合稱)表達,在Yokogawa CQ1高內涵分析系統上實現了抗COVID-19病毒藥物的快速篩選。同時,結合CQ1的Cell Painting表型篩選和深度自學習功能,能夠更深入理解感染的過程和感染機制,找到干擾病毒周期并保護人類細胞免受損害的藥物。

        該團隊利用此平臺已經發現了若干潛在的有效藥物,并準備對其中的藥物開展臨床實驗和機理研究。

        SARS-CoV-2病毒對人肝細胞的侵染程度及三維定位(細胞核,藍色-Hoechst 33342染色;脂滴,綠色-HCS lipid Tox Green染色;冠狀病毒(SARS-Cov-2),紫紅色-核衣殼抗體。)

         

        脂滴在病原微生物感染中的作用

        脂滴由極性單磷脂層包裹疏水核心組成,是細胞內諸如三酰甘油、膽固醇酯等中性脂的貯存場所,近年來研究發現,脂滴在病原微生物(如病毒、細菌、寄生蟲等)感染細胞過程中發揮著重要的作用,格萊斯頓病毒學和免疫學研究所(GIVI)的研究者們發現:丙型肝炎病毒(HCV)的感染活性需要一個與肝臟脂肪儲存相關的酶。這個發現可能提供一個治療丙型病毒性肝炎感染的新策略。DGAT1是一個幫助脂肪滴形成的酶。Eva Herker博士帶領的格萊斯頓的團隊發現在缺乏DGAT1活性的肝細胞中HCV感染和病毒顆粒的產生嚴重受影響。DGAT酶產生儲存在脂肪滴中的脂肪,脂肪滴對于HCV復制很重要。Herker博士表示,“HCV特異地依賴一種DGAT酶,即DGAT1。當我們用藥物抑制DGAT1時,肝臟通過其他DGAT酶仍然可以產生脂肪滴,但是HCV不能利用這些脂肪滴!

         

        CQ1用于脂滴相關神經元研究

        TAR DNA結合蛋白43 (TDP-43)是在脊髓側索硬化癥等神經退行性病變中會發生異常的蛋白質聚集物,是重要病理學標記,但其聚集的形成方式和驅動核內TDP-43的清除尚未明確。Clevelan研究組發現,在不同細胞系中,定位在細胞核中的TDP-43會形成明顯的液-液相分離(LLPS)。隨著細胞的衰老,TDP-43在細胞質中積累而形成相分離液滴,液滴會緩慢吸收importin-a和Nup62,導致RanGap1、Ran和Nup107發生錯誤定位,從而抑制核質轉運、清除細胞核TDP-43和誘導細胞死亡。這些發現確定了一種神經元細胞的死亡機制,可由瞬時應激誘導TDP-43突變引起。

        熒光標記的TDP-43在細胞質中形成相分離液滴,觀察其融合的動態過程。(B和C)TDP-43刪除入核序列(DLS)后,在細胞質內的積累量增加,形成明顯的相分離液滴(綠色熒光),并且會招募正常轉入細胞核內的TDP-43(紅色熒光)。

         

        CQ1在脂滴相關研究中的優勢

        CQ1高內涵分析系統配備了獨家的CSU-W1雙轉盤激光共聚焦掃描單元。該系統成像清晰,分辨率高,適合于對細胞器,如線粒體、溶酶體及脂滴等微小結構成像,并可對這些微細結構進行多參數的統計分析,此外CQ1成像速度快,適用于高內涵化合物的篩選;光利用率高,低光漂白、低光毒性,系統物鏡和圖像自動對焦,結合MIP(Maximum Intensity Projection),可對非同焦平面的像素成像,是細胞器等細微結構成像分析利器。

         

         



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