xCELLigence 系统内源性GPCRs 细胞功能研究（三）
内源性GPCR功能图。优化检测参数后，使用治疗相关
GPCRs 的一组 43 个小分子与多肽调节子，对本研究中所用的细胞类型的功能反应进行检测（参见表 1）。该组药物指向的24 个受体家族，包括
50种潜在性反应受体，代表所有主要的 GPCR 偶联类型（Gs、Gi、Gq、G12/13）。使用上文程序进行复孔检测各细胞类型。
四种肿瘤细胞系HeLa、CHO-K1、U2OS 与 SH-SY5Y 对每种药物都会生成独特的时间依赖性细胞曲线（time-dependent
cellular response
profile，TCRP）（数据未显示）。我们对每孔最大与最小细胞指数值进行测定，该指数值与时间点无关，并以该数值均值与标准差作图（参见图
3）。GPCR 功能图表明，对能引发反应的配体而言，细胞指数值的增加或降低具有显著差异。例如，HeLa
细胞显示的细胞指数正向改变程度较大，CHO-K1 细胞显示的细胞指数负向改变程度较大，包括同样受体家族中的 GPCRs，如PGE1、2 与
Iloprost 激活前列腺素类受体（参见图 3）。这些结果表明，细胞背景差异可显著改变对同样刺激物的形态学反应，这可能是由于 G
蛋白偶联的差异，或下游信号传导途径的差异，这些差异可使细胞形态学发生改变。细胞指数值的总体模式同样也可反映出不同 GPCR
配体的相对特异性。SDF1a，即 CXCR4 内源性激活剂，仅可于 HeLa细胞中，诱导出强大的正向细胞指数反应，而降钙素仅可诱导出
CHO-K1 细胞的强大的负向细胞指数反应。我们也对两种附加肿瘤细胞系：SH-SY5Y神经母细胞瘤与
U2OS骨肉瘤细胞，以及两种原代细胞类型：人血管内皮细胞（HUVEC）与混合原代肾上皮细胞（这里简称 MREC）的 GPCR 配体进行检测。
为测定细胞系的相应活性配体，我们将 8 个对照孔的最大与最小细胞指数反应值与固有变异性进行比较。细胞指数值超出或低于对照孔细胞检测值的三个标准差的检测孔细胞被视为呈活性反应。配体诱导活性反应见图3 与 4。每种细胞相应内源性 GPCR 见表 1。
一种或更多细胞类型中，有14种受体家族被确认为活性反应。多种情况下，本研究中使用的内源性配体可激活同样受体家族的多个成员。例如，血清素可激活所有内源性血清素受体，包括几种亚家族，其中几种亚家族具有多种亚型。总之，研究证实，对一种或更多的肿瘤细胞，以及本研究所用的原代细胞中，xCELLigence系统细胞指数图是一种可靠的方式，可用于对
14 种不同 GPCR 家族进行功能检测。
图 3：肿瘤细胞系 GPCR 功能图。指定类型细胞的检测如图 1 所示，于反应板单孔中，对细胞添43 个GPCR调节药物后的反应进行评价，并进行复孔重复。测定每孔最大与最小的细胞指数值（参见材料与方法）。使用 RTCA 软件，减去每时间点缓冲液对照孔的平均基线细胞指数值，从而对数据进行标准化处理（参见详细文本说明）。因此对照孔细胞指数值为零。误差列代表监测时间窗内培养孔的标准差。以反应孔的处理细胞的重复多个细胞指数值（两个重复多个反应板，n=2）均值作图。误差列代表重复多个细胞指数值的一个标准差。红色虚线代表对照孔的3倍标准差。明确导致细胞指数值增加（绿色线）或降低（红色线）的药物以实线框加强；无显著统计学意义的数据（低于3倍标准差-临界值）以虚线框显示。
图 4：原代细胞 GPCR 功能图。如图 3 所示，对指定细胞类型的原代细胞进行检测。
讨论
xCELLigence系统的实时无标记细胞检测技术可加速药物开发进程，并使基础研究成果更快的应用至临床中。我们的研究显示，通过
xCELLigence 系统，可对肿瘤细胞系与原代细胞的 GPCRs 功能进行检测。目前研究显示，一种或更多的细胞系中，检测的大多数受体靶
GPCR 家族可产生稳定反应，反应强度高于对照孔细胞均值的三倍标准差。以同样方式对多种细胞类型进行检测，除本文列出外，还可发现更多的内源性
GPCR检测数量。已检测的部分配体可激活 GPCR 家族多个成员。通过所选基因表达图的激动剂与拮抗剂附加实验，以及单一受体siRNA
敲除检测，可对xCELLigence系统检测到的，引发形态学改变的特异性受体亚型进行确认。
结论
• xCELLigence 系统可对广泛的内源性 GPCRs 功能进行检测。
• xCELLigence 系统进行的GPCR 检测，灵敏性与稳定性非常高。
• xCELLigence 系统进行的GPCR 检测GPCR 检测，可用于癌细胞系与原代培养细胞系。
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参考文献
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