背景介绍

DRUG-seq ，全称Digital RNA with pertUrbation of Genes (DRUG)-seq，是一种新型高通量药物筛选技术。高通量筛选（HTS）是苗头化合物发现的重要手段之一，而新型 HTS 平台 DRUG-seq 是基于 RNA-Seq 的技术原理，通过研究转录组变化来筛选苗头化合物。和传统 RNA-Seq 的高成本和低通量不同，DRUG-seq 可在微孔板中开展实验，极大地降低成本和提高通量，同时可得到与 RNA-Seq 同样准确的结果。

图1. DRUG-Seq技术

DRUG-seq技术最早于2018年，由Ye等人在Nature Communication上发表，DRUG-seq能够以较低成本实现对大量化合物的转录组分析，为药物研发提供了有力工具。2022年Li等人介绍了 DRUG - seq 平台在神经科学药物研发中的应用，通过严格测试和开源分析流程，展示了其高重复性和解析化合物作用机制的能力，并以精神分裂症治疗药物研发为例，阐述了该平台如何助力药物研发项目。Ye和Li在研究中，均使用到了纳升级液体处理系统Echo Liquid Handler，帮助进行化合物的添加与RNASeq反应体系的配置。

纳升级液体处理系统Echo

● 采用声波能量进行液体转移，避免使用吸头进行接触式移液，避免了吸头的使用与交叉污染；

● 单次转移液滴2.5或25纳升，可采用更小的反应体系，减少实验试剂的使用；

● 每秒可完成300-500次液滴的转移，1块184孔板100纳升/孔的液体添加，3分钟即可完成；

● 采用声波进行非接触式移液，在高通量的药筛筛选过程中，可从母孔直接进行梯度稀释，获得更好的IC50值。

图2. Echo与Echo移液原理

图3. 传统IC50实验(左)与Echo IC50实验(右)对比

DRUG-Seq与自动化液体工作站

图4. DRUG-Seq自动化实验流程

DRUG-Seq实验流程，操作步骤多、耗时长。使用Biomek自动化液体工作站和Echo纳升液体处理系统，能够解放人力、提高效率：

● Biomek完成前期的细胞铺板、细胞换液、细胞传代，实验板准备工作；

● Echo进行化合物添加；

● Biomek添加细胞裂解液，Echo添加特异标签，反转录试剂；

● Biomek将产物合并，建库。

自动化在 Drug - Seq 中的优势

● 提高效率，自动化设备可以同时处理大量样本，快速完成细胞培养和化合物筛选，缩短整个实验周期；

● 提高准确性和重复性，自动化操作减少了人为因素的干扰，使得每个样本的处理和分析条件更加一致。在不同实验室或不同批次的实验中，自动化流程能够保证实验结果的重复性，这对于验证药物反应相关的生物标志物等研究至关重要；

● 降低成本，虽然自动化设备投资较大，但由于提高了效率、减少了错误导致的重复实验，尤其是声波移液系统Echo，在使用化合物和反应体系配置时能够做到纳升级移液，因此总体成本会降低。

参考文献：

Ye, C. et al. DRUG-seq for miniaturized high-throughput transcriptome profiling in drug discovery.Nat Commun.9, 4307 (2018).Jingyao Li. et al. DRUG-seq Provides Unbiased Biological Activity Readouts for Neuroscience Drug Discovery. ACS Chem. Biol. 2022, 17, 1401−1414