[发明专利]使用无标记的整合药理学测定分子药理学的方法

说明书

要求在先提交的美国申请的优先权

本申请要求2010年3月19日提交的美国临时申请第61/315,625号的优先权，其通过引用纳入本文。

背景

无标记的生物传感器细胞试验通常使用无标记的生物传感器以检测细胞中对刺激反应的细胞反应。所得的生物传感器信号通常是反映细胞上分子药理学作用复杂性的整合反应。通常，无标记生物传感器细胞试验直接监控分子刺激后细胞的动力学反应，得到细胞上分子作用的初级概况。或者，无标记生物传感器细胞试验也能用于检查分子对细胞内标记诱导生物传感器信号的影响，得到细胞中相对标记引发通路的分子的二级概况。所述标记是已知能引起细胞中可重复的生物传感器信号的分子。

近期，我们提出无标记整合药理学方法以鉴定分子（参见美国申请号12/623,693，Fang,Y.等，“Methods for Characterizing Molecules（鉴定分子的方法）”，2009年11月23号提交；美国申请号12/623,708，Fang,Y.等，“Methods of creating an index（创造指数的方法）”，2009年11月23号提交）。在所述无标记整合药理学方法中，无标签生物传感器用于通过监控候选药物分子对代表人生理学和人病理生理学的不同种类细胞组的直接作用，确定候选药物分子的系统细胞药理学，以及确定候选药物分子独立地或者与标记分子组一起调节各细胞响应刺激的生物传感器信号的能力。分子对细胞的直接作用在相应的细胞中产生其初级概况，而分子对标记诱导的生物传感器信号的调节产生相对于标记细胞系统的二级概况。两种概况通常都记录为实时动力学细胞应答。在标记组作用的多种细胞之间比较不存在分子时的初级概况和分子存在时的二级概况，获得分子针对这些标记的多组调节概况。例如，能结合概况的全部或部分组产生指数。例如，分子对细胞组的作用的所有初级概况组合产生分子生物传感器初级指数，而分子对作用于相应细胞的标记组的调节概况组合产生分子生物传感器调节指数，并且分子生物传感器初级指数和分子生物传感器调节指数的结合产生分子生物传感器指数。比较分子指数和药理学已知调节剂组既定指数，能确定分子干预的细胞受体或靶标或通路。

所述无标记整合药理学方法不仅提供了关于任意分子作用模式（例如靶标、通路、激动或拮抗、或毒性）的信息，还能确定其效能、选择性、和系统细胞药理学，包含多向药理学（polypharmacology）和表型药理学（phenotypic pharmacology）。无标记整合药理学的关键是有效测定未知分子与至少已知部分药理学的已知参照分子的相似性，这是基于分子生物传感器指数，和/或分子生物传感器初级指数，和/或分子生物传感器调节指数。

发明概述

本文公开了涉及无标记整合药理学用以测定任何分子对或组之间相似性的有效方法。所述相似性分析能在不同水平进行，包含分子生物传感器指数、分子生物传感器初级指数、分子生物传感器调节指数和特定细胞或用特定标记组的分子生物传感器指数。公开的方法能测定多向药理学、表型药理学和任何分子的功能选择性。

公开了使用无标记整合药理学鉴定分子药理学的方法。所述方法涉及使用聚类分析以测定未知分子与已知参照分子相似性，所述已知参照分子的药理学至少部分已知，因此确定未知分子的药理学。本文公开了使用聚类算法比较未知标记与参照分子的生物传感器指数的方法。公开优选的聚类算法和方法。

附图简要说明

图1A和B显示基于相似分析测定任何分子药理学的两个不同聚类算法过程。

图2A-2P显示A431细胞中一组已知G蛋白偶联受体拮抗剂的代表性DMR初级概况。A431细胞在384孔细胞培养相容微板上生长成单层。禁食过夜之后，静息A431细胞用相应激动剂刺激，每个10微摩尔。示出实时动力学反应。如各图所示，每个激动剂重复两次以显示试验的可重复性。每个图的数目指示384孔微板上的细胞定位。

图3A-3P显示A431细胞中另一组已知G蛋白偶联受体拮抗剂的代表性DMR初级概况。A431细胞在384孔细胞培养相容微板上生长成单层。禁食过夜之后，静息A431细胞用相应激动剂刺激，每个10微摩尔。示出实时动力学反应。如各图所示，每个激动剂重复两次以显示试验的可重复性。每个图的数目指示384孔微板上的细胞定位。

图4显示检查的A431细胞中，基于其初级DMR概况指示已知GPCR激动剂组的聚类的热图。对所有激动剂，每个时间点（如所示）的绝对反应（以与刺激后有细胞层的生物传感器的共振波长移动相关的皮米（picometer）计）用于进行相似性分析。