IC50曲线是描述药物浓度与生物效应抑制关系的剂量反应曲线。
说人话就是:以化合物浓度(或取对数log10)为横坐标,抑制率为纵坐标,绘制一条呈现"S"形的曲线。IC50的值就是指该化合物达到50%抑制效果时的浓度。
它可以用来评估药物效力——IC50越低,药效越强。
但是,当你对这个化合物的认知还是一片空白时,如何去设计合理的起始浓度、最高浓度以及浓度梯度来绘制IC50曲线呢?
今天我们就来聊聊这个话题。
1 有文献查文献
你是不是经常遇到这种情况,翻看文献,发现作者写着:“我们用某某药物处理细胞,浓度为10 μM。”
然后呢?没了。
是不是有一种写数学作业抄答案,答案说“显而易见可得出某某结论”的美感?
不过,作者既然敢这么写,说明他心里是有数的。那我们又怎么知道作者是从哪里得到的浓度数据呢?
这个时候就要顺藤摸瓜,查作者的引用文献。如果发现作者也是照抄(参考)前人的智慧,这个化合物的效应浓度已经在更早期的实验中确定了,他本人只是在复现实验,那我们完全可以直接套用——拿来吧你!
但是,如果你发现作者没给来源,那最好是把这个浓度当作实验的起点,而不是终点。先小小的验证一下,在你的实验条件下,这个浓度是否真的有效。
2 没文献时怎么办
但现实往往是,大多数时候我们面对的是新药、新细胞、新模型,没法抄,不然论文就没有创新点能水了。这个时候只能做多个浓度或多个时间点的预实验来找出IC50。
如何设计梯度和组别呢?我们可以从以下方面考虑:
第一步:广撒网,找大致范围
先设计一个跨度较大的浓度梯度,覆盖从无明显抑制到接近100%抑制的范围。比如从1 μM → 2 → 4 → 8 → 16 → 32 → 64 μM,一般设置5~8个梯度比较合适。
通过这个预实验测细胞毒性,观察哪个浓度组的抑制率最接近50%,初步就可以确定IC50值的大致范围(例如落在8-32 μM之间)。”
记住,它不是你的最佳实验浓度,它是关键的参考点。
第二步:精准定位,找有效窗口
在这个初步范围附近设置更精细的梯度来精确测定IC50,可以通过缩小剂量,用更精细的梯度来实验。尝试画出化合物效果随剂量增加而上升达到峰值、然后随剂量过量导致细胞死亡的曲线。
记住,你要找的是:
1 最低有效浓度(阈值):再低就没效果了;
2 最佳效应浓度:药效最强且细胞状态良好;这通常是治疗窗口(Therapeutic Window) 中的一个关键点,即药效显著高于基线但又未导致不可接受的细胞毒性的浓度区间。
3 毒性拐点:超过某个浓度,副作用压倒疗效。
这样你不仅能看得见效应,还能知道效应从哪来、到哪为止。论文创新点逻辑性拉满。
在获得各浓度梯度的实验数据后,用数据统计软件进行曲线拟合,通常可以采用四参数拟合(4PL模型)计算出精确的IC50值。
最后,我们要知道,细胞状态、培养条件、药物制备批次都可能影响结果。所以即使别人做过,在正式实验前,也应该用自己的细胞跑一遍预实验,以尽可能排除玄学发作空间。