玉兔搗藥是中國(guó)神話傳說(shuō)故事之一。見(jiàn)于漢樂(lè)府《董逃行》。相傳月亮之中有一只兔子,渾身潔白如玉,所以稱作"玉兔"。這種白兔拿著玉杵,跪地?fù)v藥,成蛤蟆丸,服用此等藥丸可以長(zhǎng)生成仙。久而久之,玉兔便成為月亮的代名詞。
舉頭望明月,低頭做仙方。找到藥靶很重要,實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)很考究。實(shí)驗(yàn)濃度與時(shí)間選擇合適才能快速找到藥靶,求得仙方。怎么拿捏這一重要環(huán)節(jié),求得“煉丹術(shù)”呢?往下看:
這是獲取藥物使用濃度和孵育時(shí)間的直接來(lái)源。一般來(lái)說(shuō),商品化的藥物說(shuō)明書(shū)上都會(huì)標(biāo)注藥物的貯存濃度、使用濃度以及孵育時(shí)間,我們拿到之后應(yīng)該先看一下廠家怎么說(shuō)~以脂多糖(LPS)刺激免疫細(xì)胞為例,我們查閱說(shuō)明書(shū)可以看到孵育濃度為2 μg/mL,孵育時(shí)間為1~3天??梢栽诖嘶A(chǔ)上做加減法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)找到適合自己的實(shí)驗(yàn)條件~
脂多糖(LPS)刺激免疫細(xì)胞(數(shù)據(jù)來(lái)源脂多糖(LPS)刺激免疫細(xì)胞-流式實(shí)驗(yàn)-賽默飛 | Thermo Fisher Scientific - CN)
當(dāng)說(shuō)明書(shū)的信息不足以滿足特定樣本類型的需要時(shí),可以通過(guò)文獻(xiàn)檢索來(lái)找到其他研究者在類似實(shí)驗(yàn)條件下使用的藥物濃度和孵育時(shí)間。以Pumbed為例,輸入藥物及樣本類型,選擇相關(guān)的文章看看前輩們都是怎么做的,以LPS為例,我們輸入“l(fā)ps incubation”和“RAW264.7”,查閱檢索到的文章,篩選適合自己的方案??梢栽跈z索匯總的結(jié)果的基礎(chǔ)上做加減法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)找到適合自己的實(shí)驗(yàn)條件~
Pumbed文獻(xiàn)檢索
在缺乏文獻(xiàn)指導(dǎo)時(shí),通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定藥物的最佳濃度是一種實(shí)用的方法。首先進(jìn)行廣泛的濃度梯度實(shí)驗(yàn),以識(shí)別藥物活性的大致范圍。然后,根據(jù)初次結(jié)果,選擇一個(gè)更窄的濃度區(qū)間進(jìn)行更精細(xì)的測(cè)試,以縮小最佳濃度范圍。
這其中有兩個(gè)關(guān)鍵衡量指標(biāo),那就是半最大抑制濃度(IC50)和半最大效應(yīng)濃度(EC50),IC50值是指在藥物濃度-反應(yīng)曲線上能夠抑制50%細(xì)胞活性的濃度;EC50是激活50%靶標(biāo)活性所需的濃度,這是常用的衡量藥物活性的參數(shù)。IC50值和EC50值可以作為初始參考濃度,但需根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮图?xì)胞類型進(jìn)行優(yōu)化。
在設(shè)計(jì)藥物濃度梯度時(shí),推薦選擇6至10個(gè)濃度點(diǎn),包括0濃度對(duì)照。這些點(diǎn)應(yīng)等比分布(2,3,4,5,10等),如以2為基數(shù),則濃度可設(shè)為0、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6等,系統(tǒng)檢測(cè)細(xì)胞的活力,來(lái)探索藥物效果隨劑量變化的關(guān)系。
藥物劑量梯度預(yù)實(shí)驗(yàn)
藥物濃度效應(yīng)曲線通常呈現(xiàn)S型或反S型,且在IC50/EC50附近變化最為顯著,類似指數(shù)增長(zhǎng),因此IC50/EC50的計(jì)算通常采用對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換。此外,IC50/EC50值可能因細(xì)胞狀態(tài)不同而波動(dòng),有時(shí)變化幅度可達(dá)2-5倍,這是實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的現(xiàn)象。
以本圖為例,從圖中可以看到此藥物的IC50為30μg/mL,后續(xù)可以以此濃度進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
AS-IV的IC50 實(shí)驗(yàn)[1]
在藥物研究中,孵育時(shí)間的選擇至關(guān)重要,它影響藥物的最終效果。
首先應(yīng)根據(jù)藥物的作用機(jī)制和實(shí)驗(yàn)需求進(jìn)行作用時(shí)間的選擇,短期作用時(shí)間通常為幾分鐘至幾小時(shí),而長(zhǎng)期作用時(shí)間可達(dá)數(shù)天。選擇合適的作用時(shí)間能有效評(píng)估藥物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)、凋亡及信號(hào)通路的影響。
明確藥物作用機(jī)制、實(shí)驗(yàn)需求以及藥物濃度后,設(shè)計(jì)不同時(shí)間點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)(如0.5小時(shí)、1小時(shí)、2小時(shí)、6小時(shí)、24小時(shí)等)可以揭示藥物效應(yīng)的時(shí)間依賴性(類似藥物劑量選擇)。
根據(jù)數(shù)據(jù)繪制藥物效應(yīng)隨時(shí)間變化的曲線,幫助識(shí)別藥物的峰值效應(yīng)時(shí)間,進(jìn)而確定最佳作用時(shí)間。
在藥物作用評(píng)估中,可以通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)獲取關(guān)鍵數(shù)據(jù):
1、細(xì)胞實(shí)驗(yàn):
細(xì)胞活力檢測(cè):MTT和CCK-8等方法用于評(píng)估藥物對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響,確保藥物濃度在有效范圍內(nèi),避免非特異性細(xì)胞死亡。
蛋白和基因表達(dá)分析:使用Western Blot、ELISA和qPCR等技術(shù)檢測(cè)特定靶標(biāo)的表達(dá),了解藥物對(duì)目標(biāo)通路的影響。
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):熒光標(biāo)記和活細(xì)胞成像可用于實(shí)時(shí)觀察藥物對(duì)細(xì)胞內(nèi)結(jié)構(gòu)和功能的影響。
2、動(dòng)物實(shí)驗(yàn):
血藥濃度和藥代動(dòng)力學(xué):測(cè)定血藥濃度,結(jié)合藥代動(dòng)力學(xué)(PK)和藥效動(dòng)力學(xué)(PD)來(lái)優(yōu)化藥物劑量和作用時(shí)間。
采樣時(shí)間點(diǎn)設(shè)計(jì):根據(jù)藥物半衰期和分布動(dòng)態(tài)選擇適當(dāng)?shù)牟蓸訒r(shí)間點(diǎn)(如給藥后1小時(shí)、6小時(shí)、24小時(shí)等),以確定最佳劑量和作用時(shí)間。
這些方法和設(shè)計(jì)有助于全面評(píng)估藥物的效果和優(yōu)化使用條件。
在確定藥物的作用濃度及時(shí)間后也要觀察藥物是否對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生了不必要的毒性,可以采用下面方法進(jìn)行探究~
細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn):在確定藥物有效濃度和作用時(shí)間的同時(shí),使用MTT、CCK-8、LDH釋放等方法評(píng)估藥物的細(xì)胞毒性,確保藥物濃度不引起過(guò)多非特異性傷害。
凋亡和壞死檢測(cè):通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)、Annexin V/PI染色等方法檢測(cè)細(xì)胞凋亡和壞死,評(píng)估藥物是否引發(fā)不希望的細(xì)胞死亡。
小編的分享就到這里啦~希望對(duì)您的科研有幫助!藥物預(yù)實(shí)驗(yàn)不要急,慢慢來(lái),實(shí)驗(yàn)最需要的就是靜心和耐心~
【參考文獻(xiàn)】
[1] Li D, Li G, Chen Y, et al. Astragaloside IV protects ATDC5 cells from lipopolysaccharide-caused damage through regulating miR-203/MyD88 [J]. Pharmaceutical Biology, 2020, 58(1): 89-97.
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