細胞實驗和動物實驗過程中 拿到藥物怎么辦?-MedChemExpress
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??小白:拿到產(chǎn)品后都不知所措了,之前拿到的產(chǎn)品一不小心就選錯了溶劑,直接廢掉不能用了,扔掉的都是白花花的經(jīng)費啊。

?師兄:拿到產(chǎn)品不能想當然的就動手,要多查資料查文獻??茖W(xué)研究一切都是要有理有據(jù)有出處的,即使沒有相關(guān)文獻也是需要查閱大量相似資料奠定理論基礎(chǔ),設(shè)置梯度來摸索的。一切都是不容易的。

?萌 Cece:給藥是個大工程,需要大量的理論基礎(chǔ)和文獻參考,只有站在巨人的肩上,我們才能看的更遠,走的更久

細胞實驗:給藥劑量到底如何確定?
不同的產(chǎn)品,不同的給藥方式和給藥劑量,即使是同一產(chǎn)品,不同的細胞,不同動物模型,給藥劑量也是不一樣的。拿到產(chǎn)品后,我們要根據(jù)產(chǎn)品名字和自己的實驗設(shè)計,有目的的去查文獻。
■ 細胞實驗,劑量如何查詢
細胞實驗一般是將小分子藥物加入培養(yǎng)基,與細胞共孵育來發(fā)揮作用的。給藥劑量查詢?nèi)缦滤荆狠斎氘a(chǎn)品名字,細胞系名稱,劑量單位(小分子抑制劑一般用量在?μM 的比較多,重組蛋白類的一般用量在 ng/mL 的范圍),文獻搜索后,參考文獻的使用濃度和使用時間,設(shè)計自己的實驗。Tips: 也會有小伙伴遇到自己的細胞系沒對應(yīng)文獻的情況,建議根據(jù)其他細胞系文獻的使用劑量,設(shè)置梯度進行 “劑量-效應(yīng)” 曲線預(yù)實驗,確定合適的使用濃度再進行后續(xù)的功能研究。

圖 1.??細胞實驗文獻查閱
■?當小分子抑制劑遇到轉(zhuǎn)染
當然,并不是所有的劑量組都只有小分子化合物,有些伙伴可能會糾結(jié) “我還要給細胞轉(zhuǎn)染,這個時候我要怎么加藥呢?” “除了小分子抑制劑,我要加我自己合成的其他藥物,該是怎樣怎么加藥呢?”
如下面這篇文章里,作者團隊探究 κ 阿片受體 (KOR) 在 食管鱗狀細胞癌 (ESCC) 中的作用及其潛在機制,研究者前期使用 siRNA 敲低 KOR 表達,發(fā)現(xiàn) KOR 下調(diào)增強了 ESCC 細胞的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲能力。激活 PI3K -Akt 通路對腫瘤細胞(經(jīng) siRNA 敲低 KOR 表達處理)的增殖有促進作用,為探究 AKT 的激活是否是導(dǎo)致轉(zhuǎn)染 siRNA-KOR 的腫瘤細胞的增殖、入侵和遷移的原因,使用小分子抑制劑?HY-10249A (0.5 μM) 對其進行處理[1]。
注意文獻這里的描述:“following KOR knockdown”,小分子抑制劑是在轉(zhuǎn)染之后加的,HY-10249A ,AKT?激酶抑制可以逆轉(zhuǎn)?KOR?的抑制對細胞增殖、侵襲和遷移的影響。

圖 2.??細胞實驗文獻查閱

圖 3. AKT 激酶抑制可以逆轉(zhuǎn) KOR 的抑制對細胞增殖、侵襲和遷移的影響[1]
敲黑板:?請注意,這里是案例,實際給藥還需多多參考文獻!

?關(guān)注關(guān)注文獻中的 Method 部分,搜索關(guān)鍵字以及做好整理。

?搜關(guān)鍵字以及做好整理。常見關(guān)鍵字 Pretreatment,co-treatment, following, before treatment 等等。
動物實驗:給藥劑量如何確定
動物實驗的給藥方式包括口服,灌胃,注射 (皮下注射,皮內(nèi)注射,靜脈注射,腹腔注射,肌肉注射等),具體可參考小 M 的往期推文:給藥方式猶豫不決?不看你就虧了。
在動物實驗給藥之前,首先明確自己的實驗動物和實驗?zāi)P?,再用關(guān)鍵字查閱文獻選擇合適的給藥方式進行實驗設(shè)計。如下所示:
在查閱文獻的網(wǎng)站搜索框中輸入產(chǎn)品名稱,動物模型,劑量單位(小分子類產(chǎn)品一般 mg/kg 較多),搜索文獻,搜到文獻后參考文獻劑量設(shè)置梯度進行就可以啦!
還是以 LY294002 為案例,假設(shè)你用的小鼠是 BALB/c 小鼠,準備做乳腺癌相關(guān)研究,那么你可以關(guān)鍵字可以這樣設(shè)置!“LY294002 breast tumor ?BALB/c mg/kg” 或者 “LY294002 breast cancer BALB/c mg/kg”。
好了,查到大量文獻后,請進入閱讀學(xué)習(xí)模式!

圖 4. 動物實驗文獻查閱
還有這樣一種情況,可能你查到的文獻都是小鼠,但實際你要做的是大鼠,但是找不到文獻支持,下面策略可以考慮:
?匯總好查閱的關(guān)于小鼠的給藥劑量的文獻。
使用常見物種給藥劑量的相互換算,如下表 1 所示,根據(jù)公式 Animal rat (mg/kg) = Animal mouse (mg/kg) multiplied by (Animal mouse Km/Animal rat Km)。即大鼠體內(nèi)的給藥劑量為小鼠給藥劑量的一半 (請注意,嚴謹起見,設(shè)置濃度梯度劑量組)[2]。

5.?給藥劑量的相關(guān)換算實驗方案確定好了之后,下一步就是藥物溶解了。
藥物溶解之細胞實驗
■ 友好溶劑:水水溶性的產(chǎn)品,細胞實驗時可以用純 ddH2O 配置 20-100 倍的儲液,使用時培養(yǎng)基稀釋到工作液濃度后 0.22 μm 濾膜過濾。
■ 溶解界老大哥:萬能溶劑 DMSO
很多產(chǎn)品并不溶于水,這時候,我們的萬能溶劑 DMSO 就閃亮登場了。
細胞實驗可以根據(jù)您的最大使用濃度,配置?1000X?的儲液,使用時培養(yǎng)基稀釋到工作液濃度。
Tips:?有時候可能會遇到產(chǎn)品本身溶解度不高的情況,無法配置 1000X 的儲備液;要做好溶劑對照,排除下 DMSO 對實驗結(jié)果的影響。
但溶劑的選擇,也不能想當然是 DMSO,前切記切記多看說明書。
注:MCE 說明書的溶解方案都是實測數(shù)據(jù)。有些產(chǎn)品很有可能是萬能溶劑也溶解不了,番茄紅素為例,它的溶劑是 THF 四氫呋喃。此外,其他有機溶劑 DMF (鉑類物質(zhì)的好朋友),丙酮等,雖相對 DMSO 使用較少,但它們還是藥物溶解的好溶劑!見往期推文:溶劑大比拼—細胞實驗篇。

藥物溶解之動物實驗
■ 友好溶劑:水或者生理鹽水
您如果選擇?PBS?或生理鹽水配置,溶解度參考水中的溶解信息,配置好后?0.22 μm濾膜過濾,直接使用不可儲存。因?PBS?或生理鹽水的成分相對復(fù)雜,長期儲存不確定是否會影響產(chǎn)品活性,所以不建議用?PBS?或生理鹽水陪住儲液。
動物實驗時,您可以根據(jù)水中的溶解度信息,選擇用雙蒸水配置 10 倍的儲液,使用時 PBS 或生理鹽水稀釋 10 倍;如果溶解度受限,無法配置 10X 的水中溶解度,需用 PBS 或生理鹽水現(xiàn)配現(xiàn)用。
■ 對于有機溶劑溶解的產(chǎn)品(如 DMSO)正常小鼠可用 DMSO 配置至少 10 倍的儲液,使用時加助溶劑稀釋 10 倍,做好溶劑對照就可以了。在這里給大家安利一個小工具!進入公眾號打開?“實用工具-溶解度計算器”,輸入產(chǎn)品貨號,輸入小鼠體重,給藥體積,小鼠數(shù)量以及給藥周期:

■?免疫缺陷鼠,如裸鼠,NGS 小鼠等體弱小鼠,一般建議配置至少 50X 的儲液。
可能有小伙伴要問:50X,這是什么意思?此處以Rapamycin?(HY-10219) 為例,一般小鼠體內(nèi)的給藥劑量在 1-10 mg/kg。假設(shè)給藥 8 mg/kg [3],小鼠體重為 20 g,腹腔注射,200 μL 的給藥體積。

?我們最終的工作液濃度是 0.8 mg/mL,50X,就是配置 40 mg/mL 的儲液 (此產(chǎn)品在 DMSO 中的溶解度為 125 mg/mL,可以滿足),使用時按照 2% DMSO+40% PEG300+5% Tween 80+53% saline 稀釋給藥。
動物實驗中,有些模型給藥劑量較大,可能無法配置 10X 或者 50X 儲備液,那么需要考慮現(xiàn)配現(xiàn)用的方案,比如 0.5% CMC-Na/saline (HY-Y0703),50% PEG 300 (HY-Y0873) +50% saline 等方案可選 (詳見往期推文:動物實驗溶劑大 Battle!)。
但無論哪種實驗方案,建議使用前先取少量嘗試,能達到澄清溶液或均勻的混懸液,腹腔和口服給藥都是可以的。生物實驗是一個不斷摸索和嘗試的過程,給藥劑量,給藥方式,溶解方案等都是要在文獻的基礎(chǔ)上摸索,這樣才能達到事半功倍的效果。以上是萌 Cece 對溶解,給藥等的一些建議,僅供參考。最后,萌 Cece 祝大家實驗順利,paper 多多~
參考文獻
[1] Cell Commun Signal. 2022;20(1):35. Published 2022 Mar 19.?
[2] Arch Physiol Biochem. 2022 Apr;128(2):426-430. PMID: 31746232.
[3] Elife. 2016 Aug 23;5:e16351.PMID: 27549339.
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