基因组高通量筛选在药物发现中的应用

    引言:靶点从何而来?

    在药物研发的最前端,“找到一个真正有效的靶点”往往比“找到一个有活性的药物”更难。随着CRISPR、RNA干扰等基因操作技术的发展,研究者可以在全基因组水平上进行系统性敲除、激活或抑制,寻找与疾病发生、药物敏感性相关的关键基因——这就是基因组高通量筛选(Genome-wide High-throughput Screening, GW-HTS)的核心价值。

     

    1、什么是基因组高通量筛选?

    基因组高通量筛选是一种结合基因编辑工具+高通量检测平台的功能筛选技术,目标是在细胞或模型系统中系统性评估上万个基因在特定生物学过程(如存活、凋亡、药物反应)中的作用。

    常用策略包括:

    (1)RNAi筛选:通过siRNA/shRNA沉默靶基因,观察细胞表型变化

    (2)CRISPR/Cas9筛选:敲除/激活基因,评估其对药物响应的影响

    (3)ORF过表达筛选:用于识别促生长、促转化等功能基因

    百泰派克生物科技可提供CRISPR文库构建、病毒包装、细胞感染、筛选建库与数据分析一体化服务,支持多种细胞类型和靶点需求。

     

    2、基因组HTS在药物发现中的核心应用

    (1)靶点发现与验证

    通过对疾病相关细胞进行CRISPR敲除筛选,可识别疾病依赖性基因,作为药物靶点的候选对象。研究表明,某些肿瘤细胞系对特定代谢酶依赖性极高,敲除后细胞存活率显著下降,提示该酶为潜在合成致死靶点。

    (2)药物作用机制解析

    将细胞暴露于药物后,再进行基因组筛选,可识别增强或抵抗药物效应的关键基因,揭示其分子机制。百泰派克生物科技在多个化合物筛选项目中,结合CRISPR筛选与蛋白组/磷酸化组分析,帮助客户深入解析药物作用靶点及其上下游通路。

    (3)合成致死与联合用药策略设计

    利用GW-HTS发现与已知突变背景协同致死的基因,为精准用药个体化治疗方案设计提供理论依据。

     

    3、技术流程简述与关键步骤

    (1)文库选择与构建

    选择全基因组或定制化gRNA/shRNA文库,覆盖人类2万个编码基因。

    (2)细胞感染与筛选

    • 适配目标细胞(如癌细胞系、iPSC等),构建稳定表达系统

    • 设置药物处理/对照组,观察存活、增殖、形态学等变化

    (3)建库测序与数据分析

    回收基因组DNA,进行gRNA条码扩增并高通量测序,计算富集/缺失情况。配合富集分析、通路分析、网络构建等挖掘核心调控基因。百泰派克生物科技支持从gRNA设计到NGS建库的全流程服务,并配备生信分析团队,为客户提供高质量可发表的数据报告。

     

    4、GW-HTS与组学平台的整合趋势

    将CRISPR筛选结果与多组学技术结合,能提升研究深度与药物开发的可转化性:

    (1)联合蛋白组学

    验证关键基因敲除/激活后的蛋白表达谱变化,识别通路受扰区

    (2)联合转录组/表观组学

    揭示基因调控网络与转录因子的靶向作用机制

    (3)联合代谢组学

    探测筛选干预对代谢通路的影响,预测潜在副作用或适应性响应

     

    基因组高通量筛选技术正在重新定义药物发现的逻辑路径——从全局视角出发,系统挖掘关键因子,再逐步验证与转化。百泰派克生物科技生物科技整合CRISPR筛选平台、组学分析能力与动物模型验证方案,为客户提供从靶点发现 → 机制研究 → 先导验证的一体化服务。如果您正在探索复杂疾病机制、寻找合成致死靶点、或优化药物联合策略,欢迎联系我们,共同加速科研向临床的转化。

     

    百泰派克生物科技--生物制品表征,多组学生物质谱检测优质服务商

     

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