组成图示
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传感器类型
全细胞生物传感器
检测对象
雄激素（androgens，DHT/R1881/mibolerone）、抗雄激素（anti-androgens，OHF）、内分泌干扰物（endocrine disruptors）；样品基质为细胞培养上清/化合物处理液（无酚红 DMEM + 脱脂透析 FBS）
检测原理
雄激素配体与细胞内 GFP-AR 结合后，AR 脱离热休克蛋白并快速核转位，在核内形成与转录活性相关的超斑点结构；同时 AR 激活 ARR2PB 启动子，驱动 dsRED2skl 报告基因转录，dsRED2 融合过氧化物酶靶向序列 SKL 后在胞质过氧化物酶中浓缩，实现转录与亚细胞定位双重放大。拮抗剂则抑制核转位、超斑点或报告活性。固定染色后，高通量显微镜采集 DAPI、GFP-AR、dsRED2 与 CellMask 多通道图像，图像分割提取核/胞质 AR 比、核内强度方差和报告基因像素总和，信号随激动剂浓度升高而增强，随拮抗剂浓度升高而降低。
检测灵敏度
原文未报告 LOD、线性范围、灵敏度斜率或 R^2。
效应效果
该全细胞荧光生物传感器在多种细胞中 Z′ 值为 0.4–0.9，可在 HeLa 稳定细胞系及患者来源皮肤成纤维细胞中重复，适用于正常与雄激素不敏感综合征样本。系统同时定量核转位、核内超斑点和报告基因活性；10 nM DHT/R1881 为阳性对照，1 μM OHF 为阴性对照。单细胞克隆筛选中 81 个克隆有 2 个显著响应，选择 DHT 响应最强克隆。图像过滤通常去除 10–15% 细胞，瞬时转染可去除约 70%。PCA 的 4 个主成分捕获 80% 数据方差，支持化合物指纹聚类。作者认为可高通量鉴定 AR 激动剂、拮抗剂、内分泌干扰物和非竞争性抑制剂，并适用于玻片小样本实验。
传感器的构成
- 基底/培养载体：玻璃底 96/384 孔板（Greiner SensoPlate Plus），提供低背景成像与细胞贴附
- 表面修饰层：poly-D-lysine（PDL）或 5% FBS 涂层，促进 HeLa 细胞贴壁
- 识别元件：稳定 HeLa 细胞表达 GFP-AR 融合蛋白，识别雄激素配体并发生核转位
- 报告元件：ARR2PB-dsRED2skl 荧光报告基因，AR 激活后转录产生 dsRED2 荧光
- 信号标记物：GFP（绿色）、dsRED2（红色）、DAPI（核染色）、CellMask FarRed/Blue（细胞轮廓）
- 换能/读出平台：Beckman IC 100 高通量显微镜（Nikon Eclipse TE2000-U、Hamamatsu ORCA-ER CCD、Photonics COHU 相机），采集多通道荧光图像
- 数据分析模块：Pipeline Pilot、Python、R 图像分割与特征提取，输出核/胞质比、超斑点与报告活性
中文摘要
系统级方法依赖分析型显微技术发现新药物靶点并解析雄激素受体（AR）信号、转录活性及配体非依赖性机制。高通量显微镜可通过分析内源蛋白水平与定位，或构建可同时检测已知和未知雄激素刺激急性与潜在反应的生物传感器细胞系，定量单细胞行为。细胞成像与分析流程可自动化，用于发现核转位、报告基因活性、核输出及亚核转录事件的激动剂/拮抗剂响应窗口，从而获得经典生化方法无法实现的多重模型系统。本章重点介绍开发、实施和分析高通量筛选以鉴定 AR 信号效应物的关键步骤。
英文摘要
Systems-level approaches have emerged that rely on analytical, microscopy-based technology for the discovery of novel drug targets and the mechanisms driving AR signaling, transcriptional activity, and ligand independence. Single cell behavior can be quantified by high-throughput microscopy methods through analysis of endogenous protein levels and localization or creation of biosensor cell lines that can simultaneously detect both acute and latent responses to known and unknown androgenic stimuli. The cell imaging and analytical protocols can be automated to discover agonist/antagonist response windows for nuclear translocation, reporter gene activity, nuclear export, and subnuclear transcription events, facilitating access to a multiplex model system that is inherently unavailable through classic biochemical approaches. In this chapter, we highlight the key steps needed for developing, conducting, and analyzing high-throughput screens to identify effectors of AR signaling.