⾼通量药物筛选指南（一）

⾼通量药物筛选概述与筛选⽅案及案例

⾼通量药物筛选概述

⾼通量筛选技术（High throughput screening，HTS）诞⽣于20世纪90年代，是将化学、⽣物学、⽣物信息学以及⾃动化仪器等先进技术有机结合，发展⽽成的⾼⾃动化、⾼程序化的药物发现新模式。⾼通量筛选通常以分⼦⽔平和细胞⽔平的实验⽅法为基础，以微板形式作为实验⼯具载体，以⾃动化操作系统执⾏实验过程，以灵敏快速的检测仪器采集实验结果，以计算机分析处理实验数据，在同⼀时间检测数以千万的样品，得到丰富的实验数据。它具有微量、快速、灵敏和准确等特点，可通过⼀次实验获得⼤量信息，对成千上万种化合物活性情况进⾏快速甄别。

在过去的20多年⾥，⾼通量筛选成为化学药物开发中⼩分⼦苗头化合物发现的主⼒军。很多FDA批准的化学类抗肿瘤药物都可追溯⾄早期的⼩分⼦化合物的筛选，表明⾼通量筛选已成为⼀种⾼效的鉴定先导化合物的⽅式，在现代化学药物开发过程中的重要性不⾔⽽喻。

筛选⽅案及案例

⾼通量药物筛选往往在靶点/疾病模型确⽴后开展，根据靶点类型和筛选⽬的选择基于表型/基于靶点的筛选体系，经过细胞⽔平、分⼦⽔平、动物⽔平层层过滤，最终获得特异性靶向靶点的有效苗头化合物。针对有明确靶点且结构解析清楚有合适“对接⼝袋“的情况，可优先考虑性价⽐更⾼的虚拟筛选， TargetMol虚筛数据库 中90%以上的⼩分⼦都可以实体供应，解决后顾之忧。

1、基于靶点结构的药物筛选⽅案

若有明确的靶点蛋⽩，且结构已被解析或可通过Alphafold预测获得，找到合适的对接位点，即可开展虚拟筛选。常规虚筛数据量在百万级别，对海量化合物和靶点的亲和程度进⾏打分排序，由此选出TOP100-200个化合物进⼊实体验证环节。

实体验证环节⼀般包含两个⽅⾯，即亲和⼒检测和功能检测。⽣物物理⽅法检测亲和⼒有多种技术可选，SPR/MST/BLI/ITC/DSF等均可达到⽬的。功能检测主要依据研究⽅向和治疗⽬的来确定，可依次选择分⼦⽔平、细胞⽔平、动物⽔平的检测层层筛选，最终获得在体内外均具有良好效果的苗头化合物。

TargetMol提供 800+化合物库 ，助⼒科研⼈员在药物研发的各个阶段进⾏⾼通量筛选、活性化合物发现、结构优化及⽣物活性研究。

> 靶点通⽤⽅案设计（⾦标准SPR技术筛选化合物库新策略）

“有结合才会有功能，有功能⼀定有结合”。Binding（结合）和Function（功能）是体外药效初步评价中的重要两环，对于候选药物来说，结合是其药物发挥功能的必要条件。表⾯等离⼦体共振（SurfacePlasmonResonance，SPR）是⼀种光学物理现象，实验时先将⼀种⽣物分⼦固定在传感器芯⽚表⾯，将与之相互作⽤的分⼦溶于溶液流过芯⽚表⾯，检测器能跟踪检测溶液中的分⼦与芯⽚表⾯分⼦的结合、解离整个过程的变化。TargetMol利⽤ SPR技术筛 选开发新型筛选策略 ，使筛选化合物库的成本⼤幅下降，⾮常适合筛选蛋⽩、核酸、脂质等靶点⾼亲和⼒活性分⼦！

> 靶点通⽤筛选参考案例

High-affinity SOAT1 ligands remodeled cholesterol metabolism program to inhibit tumor growth IF=11.8

• 基于SOAT1蛋⽩结构虚拟筛选从31726个化合物中得到62个潜在的化合物；

• 亲和⼒验证获得3个μM级亲和⼩分⼦：SPR单浓度+多浓度；

• 表型验证⽬标化合物的体内和体外活性： WB+CCK8+Transwell+克隆形成+细胞周期+CDX+免疫组化；

• 检测药物治疗后胆固醇代谢途径蛋⽩的变化，胆固醇合成前体和代谢衍⽣物的变化质谱分析蛋⽩质组学；

• 肝癌患者药物蛋⽩质组学与临床资料的相关性分析。

> 基于靶点筛选案例

Novel and potent inhibitors targeting DHODH are broad-spectrum antivirals against RNA viruses including newly-emerged coronavirus SARS-CoV-2 IF=21.1

01研究⽬的

开发更有效靶点明确的嘧啶合成抑制剂，以证明HTA药物的临床应⽤价值，或者在抗病毒治疗⽅⾯是否⽐DAA药物有优势

研究⽬的：鉴定新的、有效的和低毒性的DHODHi

02 ⾼通量筛选

⾼通量虚拟筛选： 280,000 database

针对DHODH26辅酶Q结合位点的化合物库

03分⼦⽔平验证

酶活测试： DHODH enzyme inhibition assay， SPR+ITC验证化合物结合DHODH

04细胞⽔平验证

CTG检测病毒感染后细胞增殖

05动物⽔平验证

结晶和结构测定， 结构优化改造， 体内PK和PD研究

06研究结论

最终获得了两种⾼效的DHODH抑制剂S312和S416， 对寨卡病毒、 埃博拉病毒和SARS-CoV-2病毒具有⼴谱抗病毒活性

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