内向整流钾通道的小分子调节剂的高通量筛选

Summary

开发和验证测量活动的高通量化合物筛选的内向整流钾通道（基里巴斯）荧光定量检测方法。

Abstract

具体内向整流钾通道（基里巴斯）家庭成员的各种疾病，包括高血压，房颤，疼痛^1,2推测的药物靶标。然而，在大多数情况下，对理解他们的治疗潜力甚至连最基本的生理功能方面取得的进展已经放缓缺乏良好的药理工具。事实上，分 ​​子药理学的内向整流家庭的已经远远落后的S4家族的电压门控钾通道（KV），其中一些已发现的的纳摩尔亲和力和高度选择性的肽毒素调节^3。蜂毒的毒素tertiapin和其衍生物是有效的抑制剂的Kir1.1的Kir3通道^4,5，但肽是使用有限的治疗以及实验由于它们的抗原特性和生物利用度差，代谢稳定性和组织外显率。强效的发展改进的药理特性和选择性的小分子探针将是一个关键Kir通道的生理和治疗潜力的充分认识。

分子库探针生产中心网（MLPCN）的支持由美国国立卫生研究院（NIH）共同基金创造了机会学术界的科学家开始探测发现运动的分子靶点和信号转导通路需要更好的药理学^6。 MLPCN提供研究获得行业规模筛选中心，药物化学和信息支持开发小分子探针，以阐明基因和基因网络的功能。关键的一步在进入到MLPCN是一个强大的目标或途径的具体分析，是适合高通量筛选（HTS）的发展。

在这里，我们介绍了如何开发基于荧光的铊（TL ^+）通量阿萨y的高通量化合物筛选^7,8,9,10珥通道功能。该测定是基于的通透性上的K ⁺通道孔的K ⁺同源物铊^+。市售的荧光铊⁺报告染料是用来检测通过孔隙的Tl ⁺跨膜通量。有至少三个市售染料适合铊⁺磁通检测^{：BTC，FluoZin-2，7,8} FluxOR。该协议描述试验发展，使用FluoZin-2。虽然最初开发和销售锌指标，FluoZin-2是一个强大的和剂量依赖性增加，荧光发射后，TL ⁺结合。我们开始工作前与FluoZin-2 FluxOR是^7,8，并继续这样做^9,10。然而，分析发展中的步骤基本上是相同的所有三种染料，用户应确定染料是最适合其特定的N电火工品。我们还讨论了检测的性能基准测试，必须达到被认为是进入到MLPCN的。由于铊⁺容易渗透K ⁺通道，该法应适用于K ⁺通道的目标。

Protocol

1。生成稳定的多克隆细胞系

1. 高品质的稳定表达细胞系感兴趣的KIR通道的建立，是一个发展一个强大的高通量筛选分析的重要的第一步。构K ⁺通道的过度表达可导致细胞死亡的途径，稳定的细胞系的检测性能的变性和损失的激活。为了避免这些潜在的问题，并提供了一种方便的内部控制，研发分析（见下文），四环素诱导表达系统建议^8。
2. 文化的父母T-REX-HEK293细胞用标准技术在B-培养基（DMEM生长培养基中含有10％FBS，50 U / ml的青霉素，50微克/毫升链霉素和5微克/毫升杀稻瘟菌素小号）。使用早期传代细胞（ 如 3-4个通道，因为从液氮存储解冻），转染和稳定的克隆选择。
3. 铠甲4万T-REX-HEK293细胞中75cm ^2的烧瓶中，使烧瓶中的约80％汇合翌日。培养过夜，在5％CO ₂培养箱中，在37℃下
4. 根据生产商的方案，使用10-15微克pcDNA5/TO-Kir DNA与Lipofectamine LTX / Plus试剂转染细胞。 5小时后，更换转染培养基与B介质。
5. 在转染24小时后，与乙介质含有250微克/毫升潮霉素（BH-培养基），以开始稳定的克隆选择替换B介质。饲料的细胞每2-3天用新鲜的BH介质。
6. 大于90％的细胞死亡在未来7天里，留下一小部分的稳定转染细胞。允许殖民地成长为拆分前的10-14天，至175厘米²瓶扩展。
7. 冻存，冻结3×10 ⁶细胞/ ml在含有45％的培养基，空调BH-培养基，45％不含抗生素，含有血清的DMEM和10％DMSO。冻结过夜的细胞在-80℃下的细胞冷冻容器中，然后移动到液氮用于长期存储。解冻细胞从液氮中，使用Invitrogen公司推荐的协议。需要注意的是细胞的生存能力将是较低的，当它们存在的烧瓶中，大于75％汇合在加工时从冻结。

2。生成稳定的单克隆细胞株

1. 洗了一个铺满75厘米²烧瓶稳定的多克隆细胞有价无HBSS。加入1毫升的胰蛋白酶和孵育3-5分钟，在5％CO ₂培养箱中，在37℃下向烧瓶中加入5毫升的BH介质抑制胰蛋白酶活性和磨碎反复（ 例如 ，5次），以完全解离的细胞。细胞在显微镜下仔细检查，以确保悬挂几乎完全由单细胞组成。这获得单克隆细胞系的可能性将增加。
2. 确定细胞密度和稀释细胞每20μl的浓度为0.7的悬浮液。使用多通道移液管，移液管将20μl细胞悬浮液到BD PureCoat胺涂覆（或等效的聚-D-赖氨酸涂层）384孔板的每个孔中。原则上，70％的井应该接受一个细胞，这些电镀条件。因此，在384 - 孔板应包含超过200克隆分析。继续培养细胞在37℃下，在5％CO ₂培养箱中
3. 一个星期后，检查板在显微镜下的井含单菌落。请注意自己的立场盖永久性标记，以备将来参考。也一定要注意排除包含多个殖民地的井。这是最容易识别的外观以及从多个侧面的生长。要知道，蒸发趋于发生，更迅速地从井附近的板的边缘。添加BH介质蒸发发生了显着的井。否则，它是不必要的吨Ø饲料的细胞。
4. 在未来7至10天，更频繁的监测井。细胞准备分裂时，井至少50％汇合。
5. 分裂细胞，重复的384孔板;继续在培养的单克隆线与Tl ⁺流和其他用于测定的一个板。吸液从孔中含有感兴趣的细胞系的介质。二价无HBSS洗涤细胞，加入20μl的胰蛋白酶到各孔和板转移到37℃的培养箱中15-20分钟。移动板回到细胞培养罩后，各孔中加入20μl的BH-介质，，和磨碎几次以解离细胞。检查井在显微镜下，以确保细胞是完全解离的。这可能需要多轮的移液操作，会紧紧地贴壁的细胞。一旦细胞解离，10μl的每个细胞悬浮液转移到一个新的BD PureCoat胺涂层38的井重复4 - 孔板。一定要注意之间的关系源和复制目的地井，表现出强大的基尔通道活动（见下文）的克隆，可以追溯到原来的井。到原始的源以及喂剩余的细胞并继续在培养在5％CO ₂培养箱中，在37℃下加入20μl的BH介质
6. 允许在目标板的细胞粘附和生长长达一个星期。一旦大部分克隆达到至少50％汇合时，他们可以评估为吉珥通道的活性，使用的Tl ⁺通量测定如下所述。
7. 检测的前一天，吸出培养基，取而代之的是与BH介质中含有10％透析FBS。这可以防止无意的的通道表达可能产生的四环素污染的血清。诱导珥通道表达只在一个包括1微克/毫升四环素的每个克隆重复的井。重复将作为未诱导以及“背景”的控制。执行TL ⁺通量检测下。

3。一般TL ⁺通量检测过程

1. 铊⁺通量实验的前一天，游离细胞，定性和定量分析的细胞悬浮液的密度为2.1和2.2节中描述的。板20000单克隆细胞稳定转染用珥通道基因的BD PureCoat胺涂覆用Thermo多点Combi机或一个多通道移液器的384孔板的每个孔中的兴趣。使用BH培养基含有10％透析FBS用于电镀。注意，一些细胞将培养过夜，用1微克/毫升四环素诱导珥通道表达，而另一些则不会。诱导和未诱导的细胞的位置会有所不同，为每个类型的实验，并在图1中所示。
2. 第二天，在显微镜下检查板，以确保细胞是贴壁，并均匀地分布在整个底部孔中。该井应该是80％至90％汇合。
3. 使用一个ELx405洗板机更换细胞培养基中与20μl每孔的HBSS测定缓冲液中含有20mM HEPES缓冲至pH为7.3，用NaOH。另外，人们也可以使用“轻拂满贯”方法，其中，所述板反转并抢购急剧下降到废物容器中喷射介质，然后拍拍堆叠纸巾上，以除去剩余的媒体。立即重新添加HBSS测定缓冲液中的板，以防止在细胞从干燥剂。
4. 准备FluoZin-2，AM染料加载溶液。短暂离心管后，溶解于100μl的无水DMSO中的50微克的FluoZin-2粉末。此时，1,000×储备溶液的等分试样在-20℃下可存储供以后使用。准备使用时，加入50μL20％的重量每的量普朗尼克F-127/DMSO解决方案的染料和混合轻轻移液。一次，不要冷冻染料聚醚F-127已经补充说，低的温度可能会导致表面活性剂的溶液中沉淀出来。加入150微升体积的FluoZin-2，HBSS的AM/Pluronic-F127至100毫升的试验缓冲液中，并轻轻地混合，使染料的上样缓冲液。使用多点Combi机或者多通道移液器，染料加样缓冲液中加入20μl的每个孔中已经含有20微升测定的HBSS缓冲液。细胞在室温下温育约1小时（通常孵育已经在黑暗中进行，虽然目前还没有直接的证据表明，它是必要的）。
5. 当细胞被加载染料，准备了TL ⁺刺激板。新鲜的0.5克碳酸氢钠溶解在50毫升的5x铊⁺刺激缓冲液含有1mM的硫酸镁，1.8 mM的硫酸钙，5mM葡萄糖，10mM HEPES和12毫铊⁺干燥。另外，碳酸氢钠可以取代葡萄糖酸钠，如果，例如，溶液的pH值必须保持在很窄的范围和二氧化碳损失是一个问题。盖上管盖紧紧地限制二氧化碳的逸出，并倒转数次，直到进入溶液碳酸氢钠。使用多通道移液器，聚丙烯384孔板中（ 表1）的各孔中的溶液中加入50μl。
6. 后，细胞已被加载与FluoZin-2，AM，清洗板与ELx405洗板机，或使用“轻拂满贯”的方法，如上述3.3节中描述的。根据不同类型的Tl ⁺通量以进行实验，重新添加的HBSS在各孔的测定缓冲液20微升或40微升。现在已经准备好为实验板。
7. 细胞和Tl ⁺板成一个滨松功能的药物筛选系统（FDSS）或等效动力学成像板集成的液体分配能力的读者。基于荧光素/荧光染料，如FLUO-4使用的适当的过滤器。
8. 设置添加一个单一的协议，使10μL的5倍TL ⁺series已添加到相应的单元板极的孔中含有40微升的HBSS测定缓冲液。记录基线荧光以1 Hz的采样频率为至少10秒。该井的井荧光应该是统一的，稳定的，最佳的细胞电镀，清洗，染料负载条件下建立后，整个板。一个集成的384通道移液器是用来同时添加的Tl ⁺刺激缓冲液，每孔。
9. 记录至少2分钟，使捕获的Tl ⁺诱导的荧光增加的速率和峰值用于离线分析。

4。最佳TL +浓度的测定

1. ⁺铊容易渗透到最内向整流K ⁺通道。为了确保表明Tl ⁺浓度不超过动态范围的Tl ⁺报告染料FluoZin-2，1应该凭经验确定要使用的最佳的铊⁺浓度在高-叔hroughput屏幕上。我们推荐的TL ⁺浓度，唤起通道被最大程度地激活的条件下，最大荧光反应（EC _80）的80％。
2. 板，染料负载和洗涤细胞，如上述第3节，留下的HBSS测定缓冲液中，在每个孔中加入40μl在BD PureCoat胺涂层或等效的聚-D-赖氨酸涂覆的384孔板。所示，在图1A中，第1列和行的A1-A23应当包含尚未四环素诱导，因此不表达珥感兴趣通道的细胞的板图。 FluoZin-2荧光信号，将被用于从非诱导井的高低来决定的Tl ⁺通量通过内源性途径，如的Na ⁺ - K ^+-ATP酶泵和电压门控钾通道，该通道通常表示在HEK- 293细胞。
3. 使用安捷伦Bravo自动化液体处理平台或手动移液准备11点TL ⁺浓度系列稀释在HBSS分析缓冲液中。通常情况下，3倍稀释系列，范围从100％到^0.002％Tl十是在测定中评价。该系列应浓度的5倍，因为TL ⁺解决方案将稀释1:5，在最后检测。准备的稀释系列稀释的标准5倍铊⁺第3节中描述的缓冲液，与5倍铊⁺无缓冲液含有1mM的硫酸镁，1.8 mM的硫酸钙，5mM葡萄糖和10mM HEPES。同样，新鲜溶解0.5克碳酸氢钠，50毫升的最终铊⁺缓冲电镀前立即在聚丙烯384 -孔板中，根据在图2A中所示的板图。
4. 将细胞刺激和Tl ⁺板到FDSS。设置一个单一的附加 ​​组件的协议，使10微升的5倍的铊⁺系列被添加到相应的孔中含有40微升的HBS的单元板极小号测定缓冲液。记录基线FluoZin-2型荧光，持续10秒，然后再添加铊⁺的板。重复3天的实验，建立了重复性的结果。

5。测定的检测灵敏度，以DMSO

1. 审问在高吞吐量的屏幕的小分子溶解在有机溶剂的二甲亚砜（DMSO）中，它本身可以影响性能的测定。因此，必须首先进行检查的检测的灵敏度对DMSO建立屏幕中允许的最高的DMSO浓度。
2. 板，染料负载和洗BD PureCoat胺涂层的384孔板中的细胞中，如上述第3条，离开各孔中的20μl的HBSS中的试验缓冲液。整个板块应该包含细胞被诱导与四环素（ 图3A）。
3. 使用一个Bravo自动化液体处理平台或手动移液准备11点DMSO系列稀释在HBSS分析缓冲。通常情况下，范围从10％至0.01％体积/体积DMSO 2 - 倍稀释系列评价在测定中的活性。该系列产品2倍的浓度应在，因为DMSO的解决方案将被摊薄一半在最后的分析。应镀的稀释系列的聚丙烯384 -孔板中，根据图3A中所示的板图。
4. 准备了5倍的TL ⁺刺激EC ₈₀或最佳TL ⁺浓度在第4节中确定的基础上板。
5. FDSS进入细胞，DMSO和Tl ⁺刺激板装入。设置了两个附加的协议，以便添加到单元板极的相应的孔中含有20μl的HBSS中测定缓冲液20微升的2倍浓度的DMSO系列。发表DMSO为相同的时间量，在一个屏幕上，将细胞暴露于小分子的车辆上的细胞。记录基线FluoZin-2型荧光在至少10秒，然后向每孔加入10μl的5x铊⁺缓冲单元板极。重复3天的实验，建立了重复性的结果。
6. 该试验应该是耐DMSO的浓度至少为0.1％体积/体积，对于一个典型的高通量的屏幕，在该屏幕中的测试化合物在浓度为10μM。

6。已知的药理调制器的灵敏度测定

1. 确定最优的铊⁺浓度和DMSO公差的测定后，已知的影响珥通道介导的铊⁺流的药理活性剂对应该进行检查。这一系列试验将评估了检测的灵敏度，能力排名，为了化合物，根据其效力，能够到分类，根据他们的模式的有效性（ 例如，激活剂，抑制剂）化合物，并确定乖巧的控制化合物到可以使用后面的分析其在才有发展和屏幕。
2. 板，染料负载和洗BD PureCoat胺涂层的384孔板中的细胞中，如上述第3条，离开各孔中的20μl的HBSS中的试验缓冲液。第1列和行的A1-A23应包含细胞没有被诱导用四环素（ 图4A）。
3. 使用一个Bravo自动化液体处理平台或手动移液，已知调制器在HBSS分析缓冲准备11点的浓度稀释系列。通常情况下，范围从100μM2 nM的3倍稀释系列评价在测定中的活性。该系列产品2倍的浓度应在，因为DMSO的解决方案将被摊薄一半在最后的分析。稀释系列应被镀在一式三份的聚丙烯384 -孔板中，根据图4A中所示的板图。成为确保稀释，使得最终DMSO的浓度是相同的药物治疗和减塔之间 n或等于第5节中定义的最大允许的DMSO浓度。
4. 准备了5倍TL ⁺刺激TL ⁺的最佳浓度确定在第4节的基础上板。
5. 装入电池，化合物和Tl ⁺刺激板块到FDSS。设置了两个附加的协议，因此，20微升的2倍浓度的化合物series已添加到相应的单元板极的孔中含有20μl的HBSS中测定缓冲液。添加的化合物的单元板极和最多孵育20分钟。请注意，可以通过运行在几个不同的孵育时间选择了一系列的实验来确定最佳孵育时间的化合物的检测到最佳的信号背景比。记录基线FluoZin-2荧光为至少10秒的单元板极的各孔中加入10微升的5x铊⁺缓冲之前。重复3天的实验，建立了重复性的结果。

_title“棋盘分析> 7。

1. 的均匀性和再现性的测定将在接下来的一系列的实验中，使用“棋盘”分析评价。通常情况下，一个控制抑制剂镀在每一个孔的每列和每行的384孔板的其它，如在图5A中示出。要严格评估中的噪声检测，EC ₈₀的抑制剂浓度应该被使用。加入DMSO作为车辆控制的其它井。 TL ⁺流在DMSO和使用药物处理的细胞的Z总理，到井井的两个种群的变异性，统计方法，计算出一个数值。 Ž总理是使用以下公式计算：
   于黄金= 1 - （3SD _P + _{3SD）/平均} p +意味着_Ň|
   其中SD为标准偏差，p是不羁通量和n被完全抑制磁通值。分析与Z'值大于或等于0.5的3个独立的天被认为是小号高通量筛选uitable为。
2. 板，染料负载和洗BD PureCoat胺涂层的384孔板中的细胞中，如上述第3条，离开各孔中的20μl的HBSS中的试验缓冲液。需要注意的是，整个板块应与四环素引起的。
3. 通过移液到384孔聚丙烯板，使用多通道移液器，车型化合物/ DMSO板的80微升/孔的一个已知的抑制剂在测定的浓度在6.5节中的目标珥通道，和0.1％体积/体积DMSO如在图5A中所示的车辆。添加已知的抑制剂，以及A1开始使用多通道移液器和备用以及B2等，以及B24。重复此过程，DMSO以及B1等以及A24。板的最终布局应符合的棋盘。
4. 准备了5倍TL ⁺刺激板的基础上的最佳TL ⁺在第4节中确定。
5. 装入电池，化合物和TL ⁺刺激板块到FDSS。设置了两个附加的协议，因此，20微升的2倍浓度的化合物series已添加到相应的单元板极的孔中含有20μl的HBSS中测定缓冲液。添加的化合物的单元板极和最多20分钟，在室温下孵育。记录基线FluoZin-2荧光为至少10秒的单元板极的各孔中加入10微升的5x铊⁺缓冲之前。重复3天的实验，建立了重复性的结果。

8。试点屏幕

1. 在检测方法开发的最后阶段，几千元的化合物进行试点屏幕最终将被用于在大型高通量筛选的条件下检测的性能进行评估。
2. 板，染料负载和洗涤细胞BD PureCoat胺涂层的384孔板中，如上述第3节中描述的），留下在各孔中的20μl的HBSS中的测定缓冲液。请注意，整个板块应培养过夜，与四环素诱导珥通道表达。
3. 选择约2000至3000的结构不同的化合物以进行测试。它往往是适当和方便使用的化合物与已知的活动可能富集离子通道调节集合。这些收藏包括光谱采集（MICROSOURCE）和LOPAC的集合（Sigma公司）。此外，谨慎的做法是已知调制器的KIR的兴趣在试点屏幕。理想情况下，这些化合物将被添加到以双盲的方式，以允许命中采摘后述的方法的比较测试的井。准备的化合物在384孔聚丙烯板（目标板）使用Labcyte公司回音的液体处理器或合适的销工具从MLPCN集合（源板）中选择的化合物在DMSO中的适当体积的转移目的地板需要注意的是试验化合物是只有在列3-22;在每一个其他孔中的列1，2，23，24中添加已知的抑制剂在已知的浓度完全抑制，如在第7条中确定珥。在第1列，2，23，和24的剩余的孔中加适当体积的DMSO产生DMSO浓度匹配的车辆的控制。井检测缓冲液使用多点的Combi冲淡一切。通常情况下，将试验化合物20μM，其目标筛选浓度的2倍以上。
4. 请TL ⁺刺激TL ⁺的最佳浓度确定在第4节的基础上板。
5. 执行试点屏幕。请注意错开协议的执行步骤保持一致的板之间的时间运行在试点筛选。
6. 一旦试点屏幕完成后，从第1列，第2，23和24使用的Z贷方程分析的棋盘井。检查板，显示黄金Z-值小于0.5，以确定较差的分离控制人口的来源。点击可以ë选择使用了一些方法。对于导频的屏幕，它是共同的计算的平均值和标准偏差的车辆控制人口，并挑选根据井生产> / = 3的车辆控制的平均值的标准偏差的值的命中。
7. 命中采摘，复试选定的命中，一式两份，每份2套牌。板的一组包含的稳定珥四环素和其他包含珥的稳定细胞系在存在四环素的情况下，单元格中。验证次数复检阳性复检的两个板中的至少一个，并可以考虑不显示显着的活性，在非诱导板的命中。检查验证的暗杀名单，以确定有多少“隐藏”控制样品进行检测。没有检测到的控制在试点屏幕显示需要进一步筛选或命中采摘参数的优化。

Representative Results

四环素诱导表达系统的使用提供了一个方便的内部控制，用于区分铊⁺通量通过内源性途径和珥感兴趣通道的图1示出了一些实施例的不同类型的实验中使用的细胞接种地图。含有未诱导或四环素诱导的细胞的孔的位置用不同的颜色表示图2A显示了使用，以确定最佳的铊⁺浓度的检测开发和筛选化合物的源板图。渐变的颜色表示的3倍稀释系列，范围从100％到0.002％铊^+。有代表性的荧光强度图如图2B所示，冷到热的颜色⁺流量值，分别表示由低到高的铊。 图1C中所示的地图镀的细胞被用于这个实验。一件合身的四参数的逻辑功能为t他铊⁺ CRC（ 图2C）是用来确定的EC ₈₀值的15％铊⁺ 图3A示出的源板图，用于确定一个试验中的DMSO的公差。列1和24只包含测定缓冲液中，而渐变的颜色表示的2 - 倍稀释系列，范围从10％至0.01％的DMSO。有代表性的荧光强度图，在图3（b）所示，低TL ⁺流量值用深蓝色表示。本实验中使用的细胞接种在图1B中所示的地图。平均铊⁺流从油井含有指定浓度的DMSO的记录值总结在图3C中。的数据被绘制DMSO中在没有记录的Tl ⁺通量的百分比。对于这个特定珥通道，DMSO浓度高达2.5％并无铊⁺流的影响，因此可以在实验中使用的图URE 4A示出了用于建立用于已知的吉珥通道的抑制剂的浓度-反应曲线的源板图。每个化合物用不同的颜色表示，通常为3倍稀释系列镀，。 图4B中所示的一位代表荧光强度地图。 图1C中所示的地图镀的细胞被用于这个实验。在图4C中示出了一个代表性实验示出的Tl ⁺通量由抑制剂的剂量依赖性抑制。的鲁棒性的测定是在所谓的“棋盘”检测，被概括在图5中确定。在源板图所示，在图5A的最大有效浓度的抑制剂，或0.1％的DMSO作为车辆用控制镀以交替的井， 图5B示出了代表性的荧光强度地图。来自于个人的散点图峰TL ⁺流记录人井绘制在图5C中。的平均荧光值，用实线表示，而用虚线表示的3个标准偏差。如何很好地分离两种细胞群体分开测量的统计计算，此板的Z首要价值，为0.75，远高于0.5的阈值所需的高通量筛选。

图1。适用于TL ⁺细胞电镀地图通量分析方法的建立 （A）细胞电镀地图，以确定最佳检测TL ⁺浓度。水井的第1列中，行A1-23，K1-12，F13-23，P13-23中含有未诱导的细胞（四环素）。其余的井含有细胞，分别用四环素（TET）诱导珥通道表达。 （B）细胞解放军德地图使用，以确定检测DMSO耐受性和执行的棋盘分析。请注意，所有的水井都与四环素（TET）处理。 （C）细胞板图，用于确定的检测灵敏度，以已知的药理调制器。在第1列和行的A1-23井含有未诱导的细胞（TET）。其余的井含有细胞，四环素（TET）治疗。 点击此处查看大图 。

图2。确定最佳检测TL ⁺浓度 （A）源板图，以确定TL ⁺浓度，唤起约80％的最大FluoZin-2型荧光增加（EC _80）。 A行柱ns的1和24（黄色）包含了5倍的浓度为12 mM的铊₂ SO _4。其余的行中包含的3倍稀释系列，范围从12 mM的（100％）到0.024毫米（0.002％）铊₂ SO _4。该系列产品是重复在列2-12和13-23。 （B）每口井大约1分钟后，TL ⁺除了描述TL ⁺通量荧光强度地图。栏右侧的伪彩色显示TL ⁺通量的程度，冷却器，热的颜色代表低和高通量值，分别。请注意，在第1列中的冷色调，低铊⁺通量在未诱导的细胞是由于行A1-23，K1-12，F13-23，P13-23。剩余的井，包括那些在塔24中，包含与四环素治疗的细胞，它们被诱导吉珥通道表达（见细胞电镀在图1A的地图）。 （C）平均±SEM CRC TL ⁺依赖的荧光强度的变化（n = 3）。装修的四参数逻辑功能TION的数据产生的IC ₈₀值的15％TL ⁺ 点击这里查看大图 。

图3。含量耐受DMSO（A）源板图用于确定检测到DMSO的耐受性。列1和24中包含的HBSS测定缓冲液。行包含一个2x浓度的2 - 倍的DMSO稀释系列范围从10％到0.01％V / V。 （B）代表荧光强度地图描绘在各录得约1分钟后，TL ⁺除了铊⁺流。栏右侧的伪彩色显示TL ⁺通量的程度，冷却器，热的颜色代表低和高通量值，分别。 （C）平均值±标准SEM（N = 9）TL ⁺流归HBSS分析缓冲液中存在的记录。 点击这里查看大图 。

图4。检测的灵敏度，以已知的药理学上的活性化合物 （A）的源板图，用于评估在Tl ⁺磁通检测已知的药理学上的活性化合物的活性。排A和第1列和24包含0.1％体积/体积的DMSO。板布局允许在列2-23的10个化合物的测试，一式三份。行包含一个2x浓度的3倍稀释系列，范围从100μM为2nM的化合物（B）的荧光强度地图描绘铊⁺通量为每个孔approximatelY 1分钟后，TL ⁺除。栏右侧的伪彩色显示TL ⁺通量的程度，冷却器，热的颜色代表低和高通量值，分别。请注意，在第1列和行的A1-23井含有未诱导的细胞。其余的井包含四环素诱导的细胞表达的珥感兴趣信道（参见图1C中的单元板极的地图）。 （C）代表TL ⁺诱发的变化，在井FluoZin-2型荧光预处理后与指定的一个的珥通道抑制剂浓度。 点击此处查看大图 。

图5。 （A）源板测定分析适合用于高通量筛选。地图用来评估阱 - 井井变异性，含有0.1％DMSO（车辆）或已知的抑制剂的最大有效浓度。 （B）描述TL ⁺通量荧光强度图，每孔约1分钟后，TL ⁺除了。请注意，所有的井包含四环素诱导的细胞表达珥感兴趣信道（参见图1B中的单元板极的地图）。 （C）代表的稳态荧光值的散点图获得从车辆或抑制剂治疗的井。每个样本人口平均荧光振幅的用实线表示，用虚线所示3从平均值的标准偏差，并交替取样，用于车辆（VHL）和抑制剂（INH）是作为单个点作图。 点击这里查看大图 。

Discussion

数据处理：一旦数据被收集，在分析中的一个共同的步骤涉及到的各孔的荧光响应到其初始值，在开始的实验中，F _0，F，正常化。这通常被称为“静态比”和符号“F / F ^_0”。静态比操作将在F _0的情况下，主要是由指示剂染料基本上纠正许多因素，如照明，信号采集disuniformities，和细胞数。染料信号弱的情况下，或在系统中的的背景荧光或反射高，静态的比例将不生效，除非在后台可以计算静态比之前得到适当处理。数据归一化后，它是典型的，以减少到一个单一的值，该值将被用于量化活性和挑命中荧光波形。最常见的，这将通过拟合数据完成点在10秒以下，此外的Tl ⁺诱发的荧光增加，得到的初始斜率。对于命中采摘，一个流行的做法是，在测试中人口绝大多数的化合物处于非活动状态（零假设是力）。计算平均值和标准偏差的测试人口和命中的选择，三个标准差来表示。

议定书分割为长的化合物孵育：为了检测珥通道抑制剂，特别是那些作为在细胞内的结合位点，它可能是有价值的在较长的一段时间内（ 例如 20分钟）孵育细胞与试验化合物之前的Tl此外^+。如果化合物中加入“离线”，测定之前被引入到板读数器，试验化合物（ 例如荧光）的光学特性可能无法被容易地识别，并且可以产生不利影响常用数据归一化的方法，如“静态比”F / F ₀如上所述导致假阳性和/或假阴性。为了避免这个问题，同时避免具有保持长时间温育的试验板，在一个读者，一种解决方案是利用一个“两个读”协议。第一次读取操作是很短的（ 例如，30秒）的实验中的化合物中添加10秒后，以允许捕获预复合除了F ₀和评估的化合物的光学系统上的影响。板然后除去从读取器和温育所需的期间，返回读者铊此外。后两个读取操作完成时，第一读取F ₀可以用于归一化的数据从第二读出从而避免与添加化合物“离线”的机会，以保持读者忙于收集数据，从而提高了筛选通量，同时允许相关的许多问题。两个读法是最容易implem使用自动筛选系统时最为高效。重要的是要注意，两个读操作的方法将不会消除饱和的检测器和/或导致在CCD摄像机中的读出的工件的荧光化合物所造成的问题。

配置测定活化剂 ：并非所有Kir通道是最大限度地激活静息状态下，因此，可能有可能设计一个检测，可以检测出小分子的活化剂。在这些情况下，选择的EC ₈₀浓度的Tl ⁺可能无法提供足够的“净空”的检测，以可靠地检测活化剂。因此，用户可以选择使用较低浓度的Tl ^+（ 例如 EC _20）的活化剂检测。在某些情况下，该法可能会显示出足够低的变异，以便使用的EC ₅₀的Tl ⁺浓度，并仍然提供合适的分辨率的激活和抑制通道种群。在这种情况下，该法米可进行双激活剂/抑制剂模式。当可用时，可以使用已知的活化剂，以帮助确定适当的铊⁺浓度发现通道激活剂的机会最大化。

限制：有一定的局限性，应考虑在开发和执行的TL ⁺通量为基础的高通量筛选。例如，检测依赖于吉珥通道活性的间接测量值，使用通过在一个屏幕上的化合物，可以直接影响其光学性质的荧光探针。因此，重要的观测TL ⁺通量实验必须确认使用电压钳电，这被认为是“黄金标准”离子通道药理学的方法。此外，小分子内源性TL ⁺通量HEK-293细胞中表达的途径，导致鉴定的假阳性率有直接的影响。四环素电子诱导系统是特别有用的用于区分假阳性命中珥通道因为命中可以为内源性途径的影响快速筛选，在未诱导的细胞的直接调制器。最后，低溶解度的Tl ⁺的浓度限制在含氯化物的缓存器的Tl ^+，可用于在检测中，需要使用的非生理性的铊⁺刺激缓冲区可能会增加的药理学目标^11。应仔细评估分析发展过程中的利益与目标的相容性，不同的缓冲区。这是可以做到通过建立的CRC已知的调制器，使用不同的铊⁺刺激缓冲器的选择的条件，其中的药理学最密切匹配，所观察到的用生理缓冲液。

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
pcDNA5/TO	Invitrogen	V1033-20	Tetracycline-inducible expression vector
T-REx-HEK293 cells	Invitrogen	R71007	Tetracycline-inducible cell line
Lipofectamine LTX/Plus Reagent	Invitrogen	15338100	Transfection reagent
FBS	ATLANTA Biologicals	S11550	Cell culture media
DMEM	Invitrogen	11965	Cell culture media
Hygromycin B	Invitrogen	10687-010	Cell culture media
Blasticidin S	Invitrogen	R210-01	Cell culture media
Penicillin/Streptomycin	Invitrogen	15140	Cell culture media
HBSS-divalent free	Mediatech	21022CV	Cell washing
Trypsin-0.25%	Mediatech	25053CI	Cell dissociation
Tetracycline-HCl	Sigma	T9823	Induction reagent
Dialyzed FBS	ATLANTA Biologicals	S12650	Plating media
FluoZin-2	Invitrogen	F24189	Fluorescent dye
Pluronic F-127	Invitrogen	P-3000MP	Dye loading
HBSS	Invitrogen	14175	Assay buffer
HEPES	Invitrogen	15630	Assay buffer
NaHCO3	Sigma	S6297	Tl+ stimulus buffer
MgSO4	Sigma	M2643	Tl+ stimulus buffer
CaSO4∙2H2O	Sigma	C3771	Tl+ stimulus buffer
D-Glucose	Sigma	G7528	Tl+ stimulus buffer
Thallium sulfate	Aldrich	204625	Tl+ stimulus buffer
HEPES	Sigma	H4034	Tl+ stimulus buffer
DMSO	Sigma	D4540	Solvent
Eight-channel electronic pipettor	Biohit	E300	Cell plating in 384-well plates
BD PureCoat amine-coated 384-well plates	BD Biosciences	356719	Assay microplates
Echo qualified 384-Well polypropylene microplate (384PP)	Labcyte	P-05525	Compound source microplates
384-well polypropylene microplates	Greiner Bio-One	781280
Multidrop Combi reagent dispenser	Thermo Scientific	5840300
ELx405 microplate washer	BioTek	ELx405HT	Automated cell washing
Echo liquid handler	Labcyte	Labcyte Echo 550
Bravo automated liquid handling platform	Agilent Technologies	Standard model
Hamamatsu FDSS 6000	Hamamatsu		Kinetic imaging plate reader
Table 1. List of Materials and Reagents.