药物从设计到上市的整个研究阶段，毒性通常是导致研发失败的最主要原因。即使上市以后还有许多药物由于出现研发阶段未能发现的毒性而被撤市或严格限制使用。因此，如何及时、准确、快速地评价药物毒性便成为药物开发中的一个重要问题。
在体外快速的、高效的、可靠的早期预测毒性对药物研发、减少药物临床试验风险至关重要。利用现代生命科学的新进展，建立和应用新药临床前安全性评价和毒理学机制研究的新技术、新方法和新模型成为当今国际新药研发的新趋势。
高内涵筛选(HCS)系统可以说是自动化的高分辨率显微镜，这一系统可以对细胞形态或生化特性所发生的改变进行高通量分析。在自动化HCS的帮助下，制药公司能够快速筛选出毒性小的化合物文库，而这也是新药研发过程中的一个必要步骤。随着技术的不断发展，HCS系统正在变得更迅速、更灵活也更为灵敏。
| DNA损伤检测法 |
| 在研究中经常会涉及DNA或染色体的损伤，因为DNA损伤与很多疾病的发生有密切的关系，如遗传疾病、肿瘤等。放射性辐射、环境影响或化合药物等都有可能引起DNA的损伤。之前的研究表明标记组蛋白H2AX在丝氨酸139上的磷酸化位点是敏感的可早期预测DNA双链断裂的方法。本文详细介绍了自动细胞成像检测DNA损伤的实验方法，细胞样品由小分子化合物处理，经过磷酸化组蛋白H2AX免疫荧光染色后成像。另外，实验中选用了三种细胞系，CHO、Hela和PC-12，分别加入丝裂霉素和依托泊苷进行处理来检测化合物对其的影响。 优势：
DNA损伤免疫荧光法
（A）10X物镜下获取细胞核图形，并通过双链断裂标记物磷酸化H2AX区分阳性和阴性 （B）CHO细胞被化疗化合物处理24小时后DNA损伤效应曲线 |
| 活细胞评价细胞周期抑制剂 |
| 监测对细胞周期变化的影响对于肿瘤的发展及药物研发有着重要的作用。例如，已知抑制有丝分裂的化合物大都用来减缓肿瘤细胞的生长。活细胞高内涵的筛选已被验证可以区分细胞的每个周期。此技术结合BacMam转染系统，可使细胞表达两种细胞周期相关荧光融合蛋白。 延时监测实验持续2-3天，细胞置于ImageXpress® Micro高内涵成像与分析系统的环境控制舱室中，整个实验都可维持活细胞的正常生长环境。按预先设置的时间间隔，同时获取明场和荧光的活细胞图像。这个完整的实验方案包括了预置模块对延时拍摄的图片进行分析，基于明场的图像识别所有细胞，基于荧光蛋白的表达区分不同的细胞周期。 优势：
FUCCI细胞周期标记物标记后与细胞周期变化关系 |
| 使用多能诱导干细胞(iPSC)来源的肝细胞球进行高内涵3D毒性分析 |
| 在发育生物学和组织生物学中，3D细胞球建模方式能够加快转化研究进程。在体外培养，如果将培养的细胞加入圆底的微孔中，这些富集的细胞就会形成离散的球体。这些离散的球体同时包含了暴露在表面的和深埋在内部的细胞，增殖的和非增殖的细胞，外面的富氧层和内部的缺氧中心。基于上述特点，与传统的二维细胞培养方法相比，这种球体可以更好的模拟组织及个体的行为特点。因此越来越受到人们的重视。如何对3D样本进行更高通量的定量分析成为了热门研究课题。 在本实例中，MD公司建立并优化了一种分析方法，能够对人类多能诱导干细胞来源的3D肝细胞球进行共聚焦成像和毒性评估。 优势：
利用人类多能诱导干细胞来源的微组织3D肝脏球进行肝毒性分析 |
| 高通量筛选神经毒性 |
| 神经系统对许多毒性化合物以及自然环境中生成的有害物质非常敏感。在疾病发生过程中，神经毒性可以对大脑或者外周神经系统造成短暂或持续性的损伤，例如脊髓损伤，中风，创伤性脑损伤等。同时这种神经毒性也是造成很多神经退行性疾病诸如阿尔兹海默和帕金森的主要诱因。 诱导人多功能干细胞的高通量成像技术可以用于筛查候选药物或者环境污染物的神经营养，保护功能或者神经毒性大小。本篇说明会阐述如何结合iPSCs，分子仪器和软件自动对诱导多功能干细胞进行终点法及活细胞的神经毒性筛选。 优势:
不同浓度methyl mercury对神经元细胞的毒性作用
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