高内涵功能基因筛选

HCS高内涵筛选（功能基因组学）

 

针对基因的功能研究，通常会遇到两种情况的问题：

一种情况是一个基因一个基因的进行，效率低，往往要做好几个基因才能找到功能明显和确定的基因。

另一种情况是做完高通量组学比如表达谱芯片、RNA-seq、全基因组测序、全外显子测序、蛋白质组学等，有成百上千个候选基因、蛋白、突变位点等，不知道该挑选什么基因进行下面的研究。

HCS就是为了解决基因功能研究中这两种最常见的困难而诞生的。

HCS（High content Screening）高内涵筛选，指一次性对至少20个甚至更多的编码基因或非编码RNA进行基因干扰、敲除或者过表达等基因操作；还可以一次性对大量的突变位点/SNP位点进行过表达，然后在细胞层面进行功能表型检测，筛选有明显功能的基因或者突变位点。可以大幅度缩短寻找新功能基因的科研时间，提高科研效率和节约科研成本。
 

技术条件

1. 全球领先的基因操作慢病毒文库资源
shRNA-SETTM慢病毒shRNA文库

90000个RNA干扰慢病毒克隆，覆盖超过22000个人类基因

cDNA--SETTM全长基因克隆文库

覆盖超过20000个人类基因的ORF克隆

CRISPR-PoolTM包装成慢病毒的基因组水平文库

CRISPR-PoolTM（Cas9 knockout）包含超过120000个sgRNA靶点慢病毒文库

CRISPR-PoolTM（dCas9 SAM）包含超过70000个sgRNA靶点慢病毒文库

各种细胞模型（300多株）

种类齐全的病毒工具（慢病毒、腺病毒、AAV）

 

2. 超过10年的应用经验，实验人员技术熟练、经验丰富

 

3. 多种高内涵筛选仪器平台

ThermoFisher Cellomics、Brooks Automation Celigo、YOKOGAWA CQ1

4. 高检出率


5. 重复性好

 

HCS的多种应用案例

增殖功能基因筛选

 

调控不同基因的慢病毒感染目的细胞后，通过高内涵仪器连续多天快速扫板，拍摄调控不同基因以后细胞的增殖情况，通过增殖曲线可以准备的判断哪些基因knock-down或overexpression以后能够导致细胞增殖能力的变化，筛选增殖相关的功能基因。

 

转移相关功能基因筛选（划痕法）

调控不同基因的慢病毒感染目的细胞后，划痕处理，通过高内涵仪器快速扫板，拍摄多个时间点划痕愈合情况，观察哪些基因上调或者下调以后能够影响细胞的迁移功能，筛选转移相关的功能基因

转移相关功能基因筛选（transwell法）

 

调控不同基因的慢病毒感染目的细胞后，根据感染后的细胞在一定时间内穿过transwell小室的细胞量，对细胞一定时间内的迁移率进行统计，通过shCtrl与各实验组迁移率比较后进行统计，筛选转移相关功能基因

 

明星基因功能回复panel

寻找目的基因或者是处理因素（如：药物）相关的功能回复基因（目的基因或者是处理因素必须是抑制细胞增殖或者转移的）。

 

在目的细胞中用shRNA包装成慢病毒干扰目的基因，然后在目的基因干扰的情况下，感染下游明星通路基因的调控慢病毒，检测细胞的增殖或者转移情况，寻找跟目的基因有功能回复关系的明星通路基因。

药靶基因筛选

调控不同基因的慢病毒感染目的细胞后，通过高内涵仪器连续多天快速扫板，拍摄调控不同基因以后细胞对药物的敏感情况，通过计算不同基因操作以后，药物对细胞的抑制率，初步筛选和药物相关的目标基因。

 

血管新生功能基因筛选

调控不同基因的慢病毒感染肿瘤细胞一定时间后，将细胞上清转移至人脐静脉内皮细胞系培养孔中，通过HCS快速扫板，拍摄人脐静脉内皮细胞的成管情况，可以快速的检测上调，下调或者敲除不同基因的情况下，血管新生能力的变化，从而筛选到血管新生功能相关的功能基因。

 

服务内容

 

参考文献

1.Microscopy-Based High-Content Screening . Cell163, December 3, 2015.

2.A Lentiviral RNAi Library for Human and Mouse Genes Applied to an Arrayed Viral High-Content Screen . Cell124, 1283–1298, March 24, 2006.

3.Integration of high-content screening and untargeted metabolomics for comprehensive functional annotation of natural product libraries ;PNAS,September 29, 2015; VOL112; No. 39,11999–12004.

4.Genome-Scale CRISPR-Cas9 Knockout Screening in Human Cells.Science,3 January 2014; VOL 343.

5.Genome-scale transcriptional activation by an engineered CRISPR-Cas9 complex. Nature 29 January 2015; VOL 517.

6.Systematic Functional Annotation of Somatic Mutations in Cancer .Cancer Cell33, 450–462, March 12, 2018.Functional annotation of rare gene aberration drivers of pancreatic cancer. Nature communications; 7:10500; DOI: 10.1038; ncomms10500.

7.An RNAi screen of Rho signalling networks identifies RhoH as a regulator of Rac1 in prostate cancer cell migration. BMC Biology (2018) 16:29.

8.Functional screening identifies miRNAs inducing cardiac regeneration. Nature; VOL 492; 20/27 december 2012.

9.High-content screening identifies kinase inhibitors that overcome venetoclax resistance in activated CLL cells. Blood, 18 August 2016; Volume 128, Number 7.