iQue®高通量流式应对生物制剂发现中的挑战

AML（急性髓系白血病）是一种让人谈之色变的绝症，主要的治疗方法是化疗和造血干细胞移植，四十几年来新药寥寥无几，目前靶向药只有针对Bcl2的Venetoclax（维奈克拉），所以对于AML开发新的靶向药显得尤为重要和迫切。引发AML的原因是由于多个基因的突变，导致髓样干细胞分化形成一群成熟白细胞的过程受到阻碍，以及未成熟的异常细胞的增殖。

转录因子HoxA9在70%的AML病人体内仍然维持活性，而在髓样干细胞正常的分化过程中该基因必须被关闭。但是到目前为止还未发现针对HoxA9表达调节的抑制剂。美国麻省总医院和哈佛干细胞研究所的研究人员在含有33万个化合物的分子库中筛选这种抑制剂，确定了新的AML的药物靶点，并发表于Cell杂志上[1]。是的！没看错，33万个化合物！不用高通量手段是万万不行的！所以20分钟即可分析一块384孔板的高通量流式iQue®大显身手！

iQue® 高通量流式细胞仪

药物筛选细胞系（Lys-GFP-ER-HoxA9 cells）的建立

研究人员通过基因工程方法建立了能够持续表达HoxA9的AML小鼠细胞髓样细胞模型，将GFP（绿色荧光蛋白）和只有在成熟的白细胞中表达的溶菌素融合表达，当细胞达到成熟状态就会发出绿色荧光。而且为了能让HoxA9持续高效表达，将HoxA9和ER（雌激素受体）进行融合，可以通过ER的激活剂E2来对HoxA9的表达进行调节。

E2不存在情况下，HoxA9表达被抑制，该细胞系分化成成熟白细胞，产生GFP荧光，并产生CD11b等成熟白细胞表面Marker。

化合物筛选及功能确认

研究人员筛选了超过33万个小分子（化合物来自于NIH Molecular Library Program’s Molecular Library Small-Molecule Repository (MLSMR)），希望找到能够让该细胞系产生绿色信号的小分子，绿色信号的出现意味着HoxA9 表达而导致的分化阻断得到了疏通。

将每种化合物（4 μM）与细胞（约2500个细胞，共50 μL）混合，加入384孔板中，用ER的拮抗剂fulvestrant作为阳性对照。使用iQue® 对GFP+&CD11b+的药物进行高通量筛选。


33万个化合物，一共1000块384孔板，iQue®可以接机械臂，1个小时可以筛选3块384孔板，一天24小时轮转可以测试72块板，5天不到就可以全搞定啦！

最终筛选到12种化合物，其中有11种通过抑制一种叫做DHODH的代谢酶起到作用，截至这篇文章发表还没有研究表明DHODH在髓样干细胞分化过程中发挥作用。进一步实验表明抑制DHODH的活性确实能够诱导小鼠和人类AML细胞的分化。

DHODH抑制剂Brequinar结构式

随后在几种AML小鼠模型中检测了一种已知的DHODH抑制剂Brequinar，发现了一套能够抑制白血病的剂量方案，不但能够延长生存时间，而且不会出现常规化疗导致的副作用。

新靶点治疗AML展望

目前ASLAN公司的ASLAN003是一种口服的高活性DHODH抑制剂，有潜力成为AML治疗的全球首创（first-in-class）药物。该公司已经证明了ASLAN003对 DHODH 的有效抑制，且相比于第一代抑制剂和其他新的 AML 治疗不存在相关的毒性，在 AML 患者中都有诱导细胞分化和适用性的潜力。ASLAN003被美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration）授予孤儿药物称号。目前根据clinicaltrials.gov提供的信息，已经完成了AML适应症的II期临床试验（NCT03451084）[2]。

ASLAN003结构式

可以说没有iQue®高通量流式细胞仪，这个研究是完不成的。这款流式中的战斗机为什么牛呢？

- 进样就像蜻蜓点水，速度快：5分钟即可完成一块96孔板检测，自然就可以实现高通量，最少仅需几微升样品；

- 吸空气间隔样品的骚操作：“混匀-测定”，免洗流程；

- 软件功能强大可以让您一饱眼福，什么EC50计算都是小Case，门一变，其他计算瞬间跟着变，边读样边分析。



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-参考文献-

Inhibition of Dihydroorotate Dehydrogenase Overcomes Differentiation Blockade in Acute Myeloid Leukemia.Cell

ASLAN003, a potent dihydroorotate dehydrogenase inhibitor for differentiation of acute myeloid leukemia | Haematologica