藥物篩選
許多新發展的光學分析方法已經開始利用活體細胞來進行藥物篩選,這一技術能從數量眾多的化合物中快速篩選出我們所感興趣的藥物。基于細胞的熒光分析可分為三類:即根據熒光的密度變化、能量轉移或熒光探針的分布來研究目標蛋白如受體、離子通道或酶的狀態的變化。熒光探針分布是利用信號傳導中信號分子的遷移功能,將一熒光蛋白與信號分子相偶聯,根據熒光蛋白的分布情況即可推斷信號分子的遷移狀況,并推斷該分子在遷移中的功能。由于GFP分子量小,在活細胞內可溶且對細胞毒性較小,因而常用作熒光探針。
在細胞體內分子之間的相互作用非常復雜,其中很多涉及到信號分子在細胞器之間的遷移。例如當信號分子和某一特殊受體結合后常會導致配體-受體復合物從某一細胞區域遷移到另一區域,而這一遷移過程通常會介導一重要的生理功能。因而,這些受體常常被用作藥物篩選的目標,若某一藥物具有與信號分子類似的功能,那么該藥物即具有潛在的醫藥價值。利用GFP熒光探針,將很容易從數量眾多的化合物中判斷出哪些化合物具有與信號分子相似的能引起配體一受體復合物遷移并介導生理反應的功能,且這一篩選過程簡單方便,所需成本也很低。利用這一原理,已經成功構建了一個篩選模型用于研究藥物介導的糖皮質激素受體(hGR)的遷移過程。
在一96孔板中培養細胞,并以一編碼hGR GFP蛋白的質粒轉染該細胞。當細胞用待篩選的藥物處理后,hGR-GFP從細胞質遷移人細胞核的過程可實時或在某一時段內被證實,根據熒光分布即可推斷哪一種藥物具有與hGR配體相類似的功能。利用GFP來進行藥物篩選由于受其必須與遷移的信號分子相偶聯,其篩選容量相對較低,但是由于GFP在細胞內的穿透性強及獨特的發光機制,因而在藥物篩選中具有相當大的應用潛力。