挑战

用于免疫肿瘤学和神经退行性疾病建模的革命性早期药物发现：3D 疾病模型的高通量成像

Bioneer A/S 是一家丹麦研究服务提供商，提供先进的细胞测定法、分子组织学技术、生物标志物发现、蛋白生产和药物开发服务。公司始建于 1982，总部设在哥本哈根北部，在哥本哈根和瑞典隆德设有两个研究中心。他们的使命是促进新治疗解决方案的早期、探索性开发，以提升其全球客户的竞争力。

Bioneer 研发主管 Christian Clausen 说，“我们拥有先进的实验室设施和受过科学培训的员工，他们致力于解决研发项目，从非常简单的项目到涉及我们整个组织内多个学科的高度复杂项目。3D 疾病模型就是一个典型的示例，它需要多学科方法向客户提供来自复杂的、更像体内环境的数据。”

Bioneer 多年来一直为多家公司开发细胞模型和细胞测定法，积累了丰富的经验。他们一直特别关注免疫模型、肿瘤模型、神经退行性模型和一系列屏障模型（如血脑屏障和肠道模型）以及定量成像。近年来，他们越来越清楚地认识到，将这些模型和技术与 3D 和高通量设置相组合，将为我们的客户提供一系列新方法来解决早期药物发现项目。

四年前，该团队启动了内部开发计划，将其内部模型和细胞测定法转换为 3D 格式，以半高通量配置进行概念验证研究。这些努力取得了非常成功的效果，该团队目前所处的阶段是下一步将其中一些模型接入高通量 3D 成像平台。

解决方案

在评估不同的 3D 高通量成像系统后，该团队选择 ImageXpress Micro Confocal 高内涵成像系统来推进他们的免疫肿瘤学和神经退行性疾病研究。

Christian Clausen 说，“重要的是，Bioneer 不仅要拥有好的细胞模型，还要拥有先进的成像和分析设备来为我们的客户提供高质量的研究支持。我们认为 ImageXpress Micro Confocal 系统的特点符合我们的需要，并将进一步提升我们辅助那些不具备专业技术和/或设备在内部进行这些分析的中小生物技术公司，以及在内部实施技术时需要帮助或正在寻找外部合作伙伴来处理药物发现过程中的这些分析的大型制药公司的能力”。

结果

免疫肿瘤学

Bioneer 的团队发现，人们对细胞模型的需求和兴趣越来越大，这些细胞模型不仅仅是单层细胞 (2D)，还有可能是会形成更接近于在体内所见的肿瘤微环境的细胞。这还包含与其他细胞类型自我组织，如基质细胞。免疫肿瘤学领域的前沿是研究免疫细胞的功能以及识别并杀死癌细胞的能力。目前，他们正在建立 3D 肿瘤球体模型，从而将其肿瘤学能力与免疫建模平台相结合。通过利用该模型，他们将能够分析不同肿瘤中免疫细胞（T 细胞和 NK 细胞）的浸润情况。由于 ImageXpress Micro Confocal 的实施，他们的目标是建立高通量测定法，以筛选各种小分子和检查点抑制剂对 3D 免疫肿瘤球体的影响。他们还将分析免疫细胞杀死或迁移到肿瘤球体的作用模式，以及不同免疫肿瘤候选药物的影响。

神经退行性疾病

通过利用人诱导多能干 (iPS) 细胞，Bioneer 团队已针对多种神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病和额颞叶痴呆）建立了模型。他们已在开发这些模型中反映疾病特异性表型的不同测定法了。例如，这类表型测定法可以鉴定蛋白聚集体、蛋白错误定位、自噬、线粒体自噬和神经突增生的特征。作为神经突增生的原理论证系统，他们开发了一种可诱导 NGN2 蛋白表达的 iPS 细胞系，这种细胞系会在神经突增生出现 2-3 天后将细胞加快分化成神经元。目前，该团队正在 ImageXpress Micro Confocal 上实施这一系统，以在更多高级设置中监测神经突增生。他们还将使用经充分表征鉴定的表型（如溶酶体功能改变和细胞自噬）来建立采用 ImageXpress Micro Confocal 进行的高通量 3D 成像测定法，以分析影响这些过程的药类化合物。

药物发现目前主要依赖于高通量检测，具有一个相关窗口来测定候选药物的效果。总之，3D 细胞模型有望彻底改变早期药物发现的输出量，可能使首选候选药物的早期选择更佳，并随后提高研发产率。在能力和技术方面，Bioneer 在该领域中处于优越位置，并将能够显著影响生物技术和大型制药公司的早期药物发现方法。尤其是在免疫肿瘤学和神经退行性疾病建模方面，Bioneer 将是极佳的合作伙伴。

在 ImageXpress Micro Confocal 高内涵成像系统上分析诱导神经元的生物打印 3D 培养物。绿色 = 绿色荧光蛋白 (GFP)。红色 = β-微管蛋白。蓝色 = Hoechst。图片由 Bioneer A/S 惠赠。