專利名稱：：預(yù)測肝細(xì)胞中生物學(xué)系統(tǒng)響應(yīng)的方法預(yù)測肝細(xì)胞中生物學(xué)系統(tǒng)響應(yīng)的方法相關(guān)申請本申請要求申請日為2007年6月26日的美國臨時(shí)申請No.60/946，186的優(yōu)先權(quán)。上述申請?jiān)诖颂幰云湔w引用作為參考。
背景技術(shù)：
：基本上，多種候選藥物的失敗都是因?yàn)樵趧?dòng)物藥物安全試驗(yàn)中或者在人類晚期臨床試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了肝細(xì)胞毒性(h印atocellulartoxicity)。然而，甚至在藥物經(jīng)過批準(zhǔn)之后，在市售的藥物中仍然存在肝中毒(h印atotoxicity)的實(shí)質(zhì)性風(fēng)險(xiǎn)。盡管偶爾有并非由于肝毒性的藥物撤回(withdrawal)，但是肝毒性(livertoxicity)是最常見的撤回原因，顯著地限制了已獲批準(zhǔn)的藥物的應(yīng)用?？傊味拘钥蓪?dǎo)致無效并產(chǎn)生不必要的費(fèi)用，通過使用具有高效預(yù)測值的早期檢測來鑒定體內(nèi)的肝毒性可以降低所述費(fèi)用。考慮到人的肝臟對各種環(huán)境毒物具有高度的敏感性，因此環(huán)境毒物學(xué)的挑戰(zhàn)是開發(fā)高效預(yù)測和快速篩選的方法，以評估物質(zhì)對人類健康的影響，包括對肝臟的可能的毒性。幾種因素使上述問題復(fù)雜化，例如要測試的物質(zhì)的數(shù)量日益增大；環(huán)境暴露的復(fù)雜性需要在廣范圍的暴露機(jī)制、濃度和時(shí)間進(jìn)行測定；以及年齡和遺傳變異性對結(jié)果的影響不確定。美國國家健康學(xué)院和其他政府與私營實(shí)體的國家毒物學(xué)項(xiàng)目正在積極尋找能夠改進(jìn)環(huán)境毒物學(xué)測試的效率和減少所需的動(dòng)物測試數(shù)量的可靠方法。在這些領(lǐng)域，以及主要為細(xì)胞檢測的其它領(lǐng)域，由于可用于分析復(fù)雜的、多組分系統(tǒng)的響應(yīng)的工具的限制，典型的集中于單細(xì)胞過程的測試限制了發(fā)展。最近對一組細(xì)胞毒素測試(包括DNA合成、蛋白質(zhì)合成、谷胱甘肽消耗、過氧化物誘導(dǎo)、半胱天冬酶(Caspase)-3的誘導(dǎo)、膜完整性和細(xì)胞存活)的性能比較中發(fā)現(xiàn)，這些測試平均僅具有動(dòng)物研究的一半的預(yù)測能力(Xuetal.，ChemBiolInteract,2004.150(1):p.115-28.)。這些測試獨(dú)立地進(jìn)行，并且不試圖以任何定量的方式來結(jié)合讀出的數(shù)據(jù)。另外，其它研究顯示，來自基于細(xì)胞的測試的多維細(xì)胞響應(yīng)可以使用標(biāo)準(zhǔn)方法來聚類(clustered),以鑒定具有相似活性的化合物(Tayloretal.，DrugDiscovToday,2005，2(2):p.149-154;Mitchison，Chembiochem,2005.6(1):p.33-9;Perlman，Science,2004.306(5699):p.1194-8)。總之，這些研究證明了將化合物響應(yīng)聚類的原則，但是并未嘗試將這些鑒定的群(clusters)與特異性的響應(yīng)譜相關(guān)聯(lián)，以及隨后使用所述響應(yīng)來預(yù)測未知物質(zhì)的生理學(xué)影響。已經(jīng)開發(fā)了簡單的自動(dòng)化分類器，用于某些商業(yè)上可獲得的測試。此類分類器允許使用布爾數(shù)學(xué)體系(Boolean)的運(yùn)算(operations)，以使來自幾個(gè)測試部分的輸出結(jié)合成一個(gè)結(jié)果(Abrahametal.，Preclinica，2004.2(5):p.349-355)。這些布爾數(shù)學(xué)體系的運(yùn)算允許測試開發(fā)者對結(jié)合多個(gè)特征檢測的輸出進(jìn)行定義。在擴(kuò)大某些高容量篩選(HCS)測試中此類分類器特別有用，但是具有受限的特征，并且不能被確定地設(shè)計(jì)和不易以多維特征來使用。因此，最近的研究描述了使用與臨床肝中毒具有80%的相關(guān)性的人6H印G2細(xì)胞，進(jìn)行多維細(xì)胞毒素測試(P.J.0'Brienetal，ArchToxicol，2006，80(9)，p.580-604)。然而，H印G2細(xì)胞缺失了已分化的肝細(xì)胞的多種功能。與在肝中毒的早期檢測中的重要性相一致，需要在原代肝細(xì)胞中發(fā)展多維細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)篩選方法，來預(yù)測機(jī)理性月干中毒(mechanism-basedh印atotoxicity)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了用于細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)建譜(profiling)和分析的方法和系統(tǒng)，包括具有多色熒光的5種或更多(例如多元的)生物標(biāo)記以及可篩選的數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明提供了肝細(xì)胞響應(yīng)的分析方法和細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)(CSB)(有時(shí)也稱為"系統(tǒng)細(xì)胞生物學(xué)")建譜的方法。所述細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)是對負(fù)責(zé)細(xì)胞正常功能和異常細(xì)胞功能的基因、蛋白質(zhì)和代謝的完整的和相互作用的網(wǎng)絡(luò)的研究。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了用于預(yù)測測試物質(zhì)對肝細(xì)胞(例如原代肝細(xì)胞、干細(xì)胞衍生的肝細(xì)胞、肝臟切片中的肝細(xì)胞、外植培養(yǎng)的肝細(xì)胞或肝細(xì)胞衍生的細(xì)胞系)的生物學(xué)系統(tǒng)作用的方法。該方法包括提供覆蓋培養(yǎng)的、封裝的或在柔性3D支撐基質(zhì)上生長的肝細(xì)胞(例如在高密度平板中的肝細(xì)胞)。所述肝細(xì)胞含有代謝活性的細(xì)胞色素P450(所述肝細(xì)胞有時(shí)也稱為"代謝活性的")，從而所述肝細(xì)胞能夠使化合物(例如藥物)代謝。將所述肝細(xì)胞與測試物質(zhì)接觸，并檢測至少兩種細(xì)胞功能類別中的6種或更多的細(xì)胞特征，其中，至少一種細(xì)胞功能類別為磷脂質(zhì)化(phospholipidosis)或脂肪變性(steatosis),由此產(chǎn)生與所述測試物質(zhì)接觸的所述肝細(xì)胞的響應(yīng)譜?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)技術(shù)來檢測細(xì)胞特征，例如，通過使用至少一種光學(xué)模式獲得與測試物質(zhì)接觸的肝細(xì)胞的至少一個(gè)圖像，并分析該圖像以檢測所述6種或更多種的細(xì)胞特征。將所述6種或更多種的細(xì)胞特征相結(jié)合，產(chǎn)生測試物質(zhì)對所述肝細(xì)胞的生物學(xué)系統(tǒng)作用譜。該響應(yīng)譜可以與例如存在于數(shù)據(jù)庫中的其它響應(yīng)譜相比較，所述其它響應(yīng)譜為對細(xì)胞(例如肝細(xì)胞)已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的一種或多種物質(zhì)的響應(yīng)譜，如果所述與測試物質(zhì)接觸的肝細(xì)胞的響應(yīng)譜與數(shù)據(jù)庫中的響應(yīng)譜相同或相似，則預(yù)測該測試物質(zhì)與數(shù)據(jù)庫中對細(xì)胞(例如肝細(xì)胞)產(chǎn)生已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的物質(zhì)具有相同或相似的生物學(xué)系統(tǒng)作用。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供了肝細(xì)胞響應(yīng)狀態(tài)的建譜方法。該方法包括獲得一種或多種以一套熒光標(biāo)記試劑標(biāo)記的肝細(xì)胞，從而產(chǎn)生一種或多種熒光標(biāo)記的細(xì)胞。各熒光標(biāo)記試劑對生物標(biāo)記是特異性的，所述一套熒光標(biāo)記試劑能檢測至少約5種或更多種不同的生物標(biāo)記。所述生物標(biāo)記的檢測提供了一種或多種細(xì)胞的一種或多種特征的讀出。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供使用高密度平板(例如384孔的微量滴定平板)的自動(dòng)化方法，來預(yù)測測試物質(zhì)對肝細(xì)胞的系統(tǒng)作用。一方面，肝細(xì)胞可以從任意物種中分離到(例如大鼠、小鼠、人、狗、豬和/或兔)，本發(fā)明提供了將要以所述測試物質(zhì)進(jìn)行處理的肝細(xì)胞，并且要處理的肝細(xì)胞含有獨(dú)特組合的熒光或發(fā)冷光的報(bào)告子或處理(manipulations)。所述報(bào)告子響應(yīng)并指示功能性響應(yīng)，而所述處理在所述肝細(xì)胞中產(chǎn)生功能性響應(yīng)。在添加所述報(bào)告子或進(jìn)行所述處理之前或之后，將所述肝細(xì)胞與所述測試物質(zhì)相接觸(共同培育)。在添加所述報(bào)告子或進(jìn)行所述處理和將所述肝細(xì)胞與所述測試物質(zhì)相接觸以后，將肝細(xì)胞成像或掃描以獲得報(bào)告子的熒光圖像。然后，分析所述肝細(xì)胞的圖像以測量或檢測生物標(biāo)記。然后，將獲自所述生物標(biāo)記的檢測的這些特征結(jié)合，以產(chǎn)生所述測試物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。在另一方面，提供要處理的肝細(xì)胞組，該肝細(xì)胞組同樣與測試物質(zhì)共同培育。然后，獲得并分析所述組中的肝細(xì)胞的圖像，以測量或檢測指示細(xì)胞功能類別的生物標(biāo)記。在下一個(gè)步驟中，將這些來自所述肝細(xì)胞的特征結(jié)合，以產(chǎn)生所述測試物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。在任一方面，該方法涉及將所述測試物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜與參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫(或知識(shí)庫)進(jìn)行比較，所述參比物質(zhì)對肝臟具有已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用。作為此類比較的結(jié)果，所述測試物質(zhì)的響應(yīng)譜與具有已知肝細(xì)胞系統(tǒng)作用的物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜之間的相關(guān)性的程度，表示了所述測試物質(zhì)在活的肝細(xì)胞或肝臟中展現(xiàn)作用的可能性。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提供了構(gòu)建參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的知識(shí)庫(或數(shù)據(jù)庫)的方法。此類物質(zhì)可以具有已知的肝細(xì)胞生物學(xué)系統(tǒng)作用。在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了構(gòu)建與一種或多種參比物質(zhì)相接觸的肝細(xì)胞的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫的方法。該方法包括將含有代謝活性的細(xì)胞色素P450的肝細(xì)胞與第一參比物質(zhì)相接觸。所述肝細(xì)胞以一套熒光標(biāo)記試劑進(jìn)行標(biāo)記，以產(chǎn)生一種或多種熒光標(biāo)記的肝細(xì)胞。各熒光標(biāo)記試劑對生物標(biāo)記是特異性的，所述一套熒光標(biāo)記試劑能檢測至少5種不同的生物標(biāo)記。所述生物標(biāo)記的檢測提供了一種或多種細(xì)胞的一種或多種特征的讀出。在特定實(shí)施方式中，至少一種特征與選自由磷脂質(zhì)化和脂肪變性所組成的組中的至少一種細(xì)胞功能類別相關(guān)。通過使用至少一種光學(xué)模式使一種或多種熒光標(biāo)記的肝細(xì)胞成像，以產(chǎn)生一系列數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以用來分析所述5種或更多種的生物標(biāo)記中的每種生物標(biāo)記的一種或多種特征。將所述5種或更多種的生物標(biāo)記的特征相結(jié)合，產(chǎn)生所述第一參比物質(zhì)對所述肝細(xì)胞的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜。該細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜可以加入到參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜的數(shù)據(jù)庫中?？梢酝瑯拥胤治隽硗獾膮⒈任镔|(zhì)(例如第二參比物質(zhì)、第三參比物質(zhì)、第四參比物質(zhì)等等)，并加入到數(shù)據(jù)庫中，由此構(gòu)建與一種或多種參比物質(zhì)相接觸的肝細(xì)胞的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。在另一方面，提供了要以測試物質(zhì)進(jìn)行處理的肝細(xì)胞組，要處理的肝細(xì)胞含有獨(dú)特組合的熒光或發(fā)冷光的報(bào)告子或處理。在添加所述報(bào)告子或進(jìn)行所述處理之前或之后，將所述肝細(xì)胞與參比物質(zhì)相接觸(共同培育)。在添加所述報(bào)告子或進(jìn)行所述處理并將所述肝細(xì)胞與所述參比物質(zhì)相接觸以后，將肝細(xì)胞成像或掃描以獲得報(bào)告子的熒光圖像。然后，分析所述肝細(xì)胞的圖像以測量或檢測生物標(biāo)記。下一步，將獲自所述肝細(xì)胞的這些特征結(jié)合，以產(chǎn)生所述參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。在另一方面，提供了要處理的肝細(xì)胞組，該肝細(xì)胞組同樣與所述參比物質(zhì)共同培育。然后，獲得和分析該組中的肝細(xì)胞的圖像，以測量或檢測指示細(xì)胞功能類別的生物標(biāo)記。在下一步中，將這些獲自所述肝細(xì)胞的特征相結(jié)合，以產(chǎn)生所述測試物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。在任一方面，該方法涉及將所述測試物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜與參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫(或知識(shí)庫)進(jìn)行比較，所述參比物質(zhì)具有已知的肝細(xì)胞生物學(xué)系統(tǒng)作用。然后將所述參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜加入到所述數(shù)據(jù)庫中。使用不同的參比物質(zhì)(例如第一參比物質(zhì)、第二參比物質(zhì)等等)重復(fù)所述步驟，以增加所述數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明還提供細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的知識(shí)庫(或數(shù)據(jù)庫)。所述方法能夠?qū)υ诟渭?xì)胞、肝臟中預(yù)測的體內(nèi)肝細(xì)胞作用進(jìn)行鑒定和分類，并能影響整個(gè)器官，并導(dǎo)致用于藥物開發(fā)、環(huán)境毒物學(xué)、生物醫(yī)學(xué)研究和其它領(lǐng)域(例如環(huán)境健康和工業(yè)安全性)的其它功能性響應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于進(jìn)行所述建譜的一組方法和軟件工具。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式包括一套試劑和方法，該試劑和方法用于產(chǎn)生細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜、或以產(chǎn)生知識(shí)庫、或使用現(xiàn)有知識(shí)庫和信息學(xué)軟件來建立物質(zhì)生理效應(yīng)譜的應(yīng)用。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式提供了生理學(xué)譜的數(shù)據(jù)庫。還提供了包括用于實(shí)踐此處所述方法的試劑和說明書的試劑盒。本發(fā)明的又一實(shí)施方式提供了一種商業(yè)方法，其中，將一種或多種候選藥物化合物從第一藥物開發(fā)公司送到第二毒性篩選公司，所述第二毒性篩選公司利用上述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)方面對所述一種或多種化合物進(jìn)行毒性篩選，并將細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)毒性報(bào)告返回第一藥物開發(fā)公司。這些方面，以及本發(fā)明的其它特征將通過附圖和下面的具體實(shí)施方式而明顯地體現(xiàn)。本專利或申請文件含有至少一幅彩色的附圖。如專利局需要，可以在本專利或?qū)＠暾埞嫉母北局刑峁┎噬綀D，申請人將支付所需的費(fèi)用。圖1A和IB表示本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。圖1A涉及數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫的構(gòu)建，圖IB涉及使用所述數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫評價(jià)測試化合物。圖2描述了來自大鼠肝細(xì)胞的多元HCS分析的范例性圖像。圖3表示當(dāng)處理平板以產(chǎn)生本發(fā)明的方法的譜時(shí)的樣本流程圖。圖4A、圖4B和圖4C表示肝細(xì)胞圖譜，揭示了核大小不同的兩種細(xì)胞群體的DNA含量的變化。圖5A、圖5B和圖5C表示一些繪圖顯示方法，以顯示能夠產(chǎn)生細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的細(xì)胞響應(yīng)。圖6表示將與毒性評估相結(jié)合的10種毒性相關(guān)的功能類別與相應(yīng)的肝細(xì)胞生物標(biāo)記相結(jié)合。圖7表示實(shí)施例2所描述的肝細(xì)胞毒性譜多元平板1和2的標(biāo)準(zhǔn)平板設(shè)置。圖8A和圖8B表示由基于實(shí)施例2所描述的劑量響應(yīng)的肝細(xì)胞毒性分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。圖9表示證明在H印G2細(xì)胞中評價(jià)的30個(gè)化合物測試組的細(xì)胞密碼(CellCipher)譜聚類分析的數(shù)據(jù)。圖10表明在H印G2細(xì)胞中評價(jià)的30個(gè)化合物測試組的細(xì)胞密碼譜主要組分的分析。圖IIA至圖IIC為證明在分離的大鼠肝細(xì)胞中代謝依賴的毒性的圖。圖IIA表明在肝細(xì)胞中代謝能力隨時(shí)間降低。在細(xì)胞色素P450代謝后3小時(shí)，約有70X水平的新分離的細(xì)胞，而在16小時(shí)或24小時(shí)后，分別降低到30%和20%。圖IIB表明需要雙氯芬酸代謝的有毒產(chǎn)物來產(chǎn)生明顯的細(xì)胞毒性，并證明了在24小時(shí)和48小時(shí)處依賴于劑量和時(shí)間的細(xì)胞的損失。然而，在暴露于缺乏代謝能力的細(xì)胞系(H印G2細(xì)胞)72小時(shí)以后，沒有明顯的毒性。圖11C表示在肝細(xì)胞中將化合物定時(shí)暴露于代謝活動(dòng)的重要性。當(dāng)以雙氯芬酸處理肝細(xì)胞16小時(shí)后，與處理3小時(shí)相比毒性降低。9圖12A至圖12C表明在覆蓋培養(yǎng)4天后肝細(xì)胞恢復(fù)極性膽小管運(yùn)輸功能。圖12A為證明在對照細(xì)胞中的正常運(yùn)輸?shù)膱D像，在鄰近的肝細(xì)胞之間形成的膽小管空間中顯示出增強(qiáng)的熒光。圖12B為顯示化合物(例如曲格列酮)抑制正常運(yùn)輸功能的圖像，膽小管空間中的熒光減少。圖12C為用圖像分析處理定量熒光染料的運(yùn)輸?shù)膱D，通過將鄰近的肝細(xì)胞之間的熒光的強(qiáng)度和面積分別用總的肝細(xì)胞強(qiáng)度或面積進(jìn)行均一化(normalizing)。具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及定向地在分離的肝細(xì)胞中擴(kuò)展細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)方法。細(xì)胞是最簡單的生命系統(tǒng)。組織是特定細(xì)胞類型的集合而形成的相互作用的細(xì)胞群體。盡管細(xì)胞和組織都沒有完整的生物體復(fù)雜，但是它們具有顯著的功能復(fù)雜性，可以使作用于整體生物體的多種方面(例如疾病的細(xì)胞基礎(chǔ)、治療效能和治療的可能毒性)得到詳細(xì)地理解。本發(fā)明的方法使用"系統(tǒng)生物學(xué)"方法，以高密度的形式來預(yù)測暴露于測試化合物所導(dǎo)致的肝細(xì)胞毒性響應(yīng)。該方法基于對多組分的肝細(xì)胞系統(tǒng)的細(xì)胞分析的整合，以產(chǎn)生細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)的響應(yīng)譜，該譜可以預(yù)測更高水平的細(xì)胞和細(xì)胞系統(tǒng)以及肝功能和響應(yīng)。本發(fā)明的方法的實(shí)施方式如圖1A和圖1B中的流程圖所示。為了建立此類數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫，確定參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)的響應(yīng)譜，并將其添加到所述數(shù)據(jù)庫中(圖1A)。為了評估測試物質(zhì)，將所述測試物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)的響應(yīng)譜與具有已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)的響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫(或知識(shí)庫)相比較(圖1B)。本發(fā)明的方法可以使用適當(dāng)?shù)?、肝衍生的?xì)胞來進(jìn)行，所述細(xì)胞包括以所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)處理的肝細(xì)胞。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述肝細(xì)胞含有代謝活性的細(xì)胞色素P450。所述要處理的組中的所述肝細(xì)胞可以來自單個(gè)細(xì)胞類型或多種細(xì)胞類型。然而，使用多種細(xì)胞類型可以更廣泛地顯示出組織相關(guān)的響應(yīng)。所述細(xì)胞類型可以包括任意哺乳動(dòng)物或非哺乳動(dòng)物的原始材料，該原始材料含有能夠行使全部或部分的已分化的肝細(xì)胞功能的完整的、活的肝細(xì)胞。所述原始材料可以包括但不限于特定的原代肝細(xì)胞(例如以標(biāo)準(zhǔn)酶分散方法、離體或其它長出(outgrowth)方法分離的)，完整的、離體功能性肝切片(例如肝組織)，或者含有肝細(xì)胞的宿主器官(即脾)(例如通過機(jī)械切除收集的)；衍生自肝細(xì)胞源或祖細(xì)胞源(即肝細(xì)胞的干細(xì)胞)的傳代和生長的肝細(xì)胞，以及經(jīng)基因工程化而表達(dá)一種或多種肝細(xì)胞功能的任意細(xì)胞。此外，所述肝細(xì)胞或肝細(xì)胞的原始材料可以在固體或特異性包被的柔性物質(zhì)(例如基質(zhì)膠、多層膠原)上二維(2D)培養(yǎng)和三維(3D)培養(yǎng)，或可以用合成的或天然的蛋白質(zhì)、纖維或其它物質(zhì)封裝，以支持肝細(xì)胞的功能或提供機(jī)械支撐。最后，組內(nèi)的所述肝細(xì)胞可以含有通常與肝相關(guān)的非肝細(xì)胞，例如Kupffer細(xì)胞和其它的炎癥細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、星狀細(xì)胞、膽管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和肝神經(jīng)細(xì)胞。此類細(xì)胞材料按需要可以是原代培養(yǎng)的或已建立的肝細(xì)胞系(例如H印G2)，并且此類細(xì)胞材料是可以從多種來源(例如Cambrex、CellzDirect、InVitroTechnologies,Xenotech、ZivicLaboratories)商購的。組內(nèi)所述肝細(xì)胞或肝細(xì)胞衍生的細(xì)胞可以按需要選擇為一種類型或細(xì)胞類型的混合。所述肝細(xì)胞可以任選地含有一種或多種肝細(xì)胞特異性報(bào)告子和/或處理。在某些實(shí)施方式中，每種肝細(xì)胞可以含有獨(dú)特的報(bào)告子和/或處理的組合。在另一些實(shí)施方式中，肝細(xì)胞群可以含有獨(dú)特的報(bào)告子和/或處理的組合。所述肝細(xì)胞應(yīng)當(dāng)含有適合于接近生物學(xué)系統(tǒng)的多種報(bào)告子和/或處理。通常，所述肝細(xì)胞含有獨(dú)特的至少5種或更多(例如至少約6種或更多、或至少7種或更多、至少8種或更多、至少9種或更多、至少10種或更多、至少11種或更多、至少12種或更多、至少13種或更多、至少14種或更多、或至少15種或更多)報(bào)告子和/或處理的獨(dú)特組合。"細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)"(此處也稱為"CSB")是對負(fù)責(zé)正常細(xì)胞功能和異常細(xì)胞功能的基因、蛋白質(zhì)和代謝的完整的和相互作用的網(wǎng)絡(luò)的研究。因此，"細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜"是細(xì)胞成分的相互作用、關(guān)系和/或狀態(tài)的系統(tǒng)性特征，由至少約5種或更多的生物標(biāo)記來表示，所述生物標(biāo)記產(chǎn)生構(gòu)建所述譜的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)特征。定義了細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜中的相互關(guān)系，例如在算數(shù)上(例如細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)特征值的比例、總合或差)或統(tǒng)計(jì)學(xué)上(例如細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)特征值的組合的分級聚類方法或主要組分分析法)。細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)利用的技術(shù)(例如較高處理能力的自動(dòng)化顯微鏡技術(shù))可以避免與傳統(tǒng)的基于生物體的系統(tǒng)生物學(xué)相關(guān)的花費(fèi)和可能的種屬混雜的問題(例如蠕蟲、果蠅、魚、嚙齒類等等)。細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜是細(xì)胞的系統(tǒng)性特征，在本發(fā)明中定義為對活的細(xì)胞(基本的"生命單位")的研究，對基因、蛋白質(zhì)的完整的和相互作用的網(wǎng)絡(luò)的研究，以及對產(chǎn)生功能的無數(shù)代謝反應(yīng)的研究。因此，"細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜"是細(xì)胞成分的相互作用、關(guān)系和/或狀態(tài)的系統(tǒng)性特征，由至少約5種或更多的生物標(biāo)記來表示，所述生物標(biāo)記產(chǎn)生構(gòu)建所述譜的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)特征。定義了細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜中的相互關(guān)系，例如在算數(shù)上(例如細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)特征值的比例、總合或差)或統(tǒng)計(jì)學(xué)上(例如細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)特征值的組合的分級聚類方法或主要組分分析法)。如此處詳細(xì)描述的，"細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜"(此處也稱為"響應(yīng)譜")為一種或多種細(xì)胞經(jīng)試劑、物質(zhì)、環(huán)境條件等的處理所產(chǎn)生的結(jié)果(例如響應(yīng))的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜。所述響應(yīng)譜可以鑒定受所述處理影響的任意下述特定的細(xì)胞功能(例如下面詳細(xì)描述的，1種、2種、3種、4種、5種、6種、7種、8種、9種、10種或更多)毒性響應(yīng)、凋亡、細(xì)胞增殖、脅迫途徑激活、細(xì)胞器功能、形態(tài)學(xué)改變、藥物代謝活性等等。例如，此處所用的"生物標(biāo)記"為使用報(bào)告子或基于熒光的試劑(熒光標(biāo)記的抗體、熒光標(biāo)記的肽、熒光標(biāo)記的多肽、熒光蛋白生物傳感器、熒光標(biāo)記的適體(即tamers)、熒光標(biāo)記的核酸探針、熒光標(biāo)記的化學(xué)試劑和熒光化學(xué)試劑)被特異性"標(biāo)記"的細(xì)胞成分和/或細(xì)胞活性(例如蛋白質(zhì)或其它大分子、細(xì)胞器、離子、代謝產(chǎn)物等等)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，使用可以檢測至少約5種不同生物標(biāo)記的一套熒光標(biāo)記試劑。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述的一套熒光標(biāo)記試劑檢測至少約6種、至少約7種、至少約8種、至少約9種、至少約10種、至少約11種、至少約12種、至少約13種、至少約14種、或至少約15種或更多不同的生物標(biāo)記。每種熒光標(biāo)記可以通過其特定的熒光特性(例如激發(fā)和/或發(fā)射波長、強(qiáng)度、熒光各向異性、熒光壽命等等)來鑒定。因此，可以清楚地標(biāo)記兩個(gè)或多個(gè)熒光標(biāo)記試劑或生物標(biāo)記，由此將它們相互區(qū)分。在一種或多種細(xì)胞中的生物標(biāo)記的檢測是所述細(xì)胞或組織的一種或多種特征的讀出。此處所用"特征"(此處也稱為"細(xì)胞特征")是對特定生物標(biāo)記的檢測(例如基于圖像的檢測)或一系列檢測，可以包括對生物標(biāo)記的形態(tài)計(jì)量(morphometry)、強(qiáng)度、定位、以及比值或差異的檢測和其它(interalia)，可以表示所述肝細(xì)胞的生物學(xué)功能或活性。由生物標(biāo)記表示的生物學(xué)功能或活性包括但不限于蛋白質(zhì)的翻譯后修飾，例如磷酸化、蛋白水解切割、甲基化、十四烷酰化(myristoylation)、以及糖類的聯(lián)結(jié)；細(xì)胞內(nèi)部或細(xì)胞之間的區(qū)室之間的離子、代謝產(chǎn)物和大分子的易位；細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)和活性的改變；以及大分子(例如編碼或非編碼的RNAs和蛋白質(zhì))的表達(dá)水平、形態(tài)學(xué)、分化的狀態(tài)等的改變。單個(gè)生物標(biāo)記可以提供多于一個(gè)特征的讀出數(shù)據(jù)。例如，可以使用煙酸己可堿(Hoechst)染料檢測DNA(例如一種生物標(biāo)記)，以及細(xì)胞的多種特征(例如核的大小、細(xì)胞周期階段、核的數(shù)量、凋亡核的存在等等)。在本發(fā)明的方法中，"報(bào)告子"為熒光或發(fā)冷光的分子，例如生理指示劑、標(biāo)記、蛋白質(zhì)、生物傳感器等等。所述報(bào)告子可以是蛋白質(zhì)或非蛋白質(zhì)性質(zhì)的。然而，在報(bào)告子是非蛋白質(zhì)性質(zhì)的情況下，所述肝細(xì)胞可以表達(dá)一種或多種所述報(bào)告子分子?？蛇x擇地或另外地，可以將一種或多種所述報(bào)告子分子遞送到所述細(xì)胞中，例如通過附加上有利于穿過原生質(zhì)膜輸入的蛋白質(zhì)序列標(biāo)簽。在所述肝細(xì)胞在成像之前被固定的實(shí)施方式中，可以通過標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記技術(shù)來提供報(bào)告子。用作本發(fā)明的方法中的合適的報(bào)告子的標(biāo)記的實(shí)例包括例如探針，該探針可用于標(biāo)記亞細(xì)胞區(qū)室、定位蛋白質(zhì)、標(biāo)記膜、對膜電位的響應(yīng)、對局部化學(xué)環(huán)境的感應(yīng)、分子運(yùn)動(dòng)的讀出、對肝細(xì)胞的代謝和結(jié)合(conjugation)能力的響應(yīng)，并提供多種其它的檢測(例如見Waggoner,A.，〃Fluorescenceprobesforanalysisofcellstructure,functionandhealthbyflowandimagingcytometry.，〃inApplicationsofFluorescenceintheBiomedicalSciences,D.Taylor,etal.，Editors.1986，AlanR.Liss，Inc.:NewYork.p.3-28，此處以其整體引入作為參考)。結(jié)合了抗體的免疫熒光標(biāo)記法提供了一種用于檢測和定位蛋白質(zhì)、肝細(xì)胞特異性蛋白質(zhì)(例如白蛋白)和蛋白質(zhì)變體(例如磷酸化的蛋白質(zhì)或磷脂)的簡易方法。肝細(xì)胞或肝臟來源的細(xì)胞可以被工程化，而表達(dá)以熒光蛋白質(zhì)的任意有色變體為標(biāo)簽的蛋白質(zhì)(Chalfieetal.，Science,1994.263(5148):p.802-5;Chudakov，etal.TrendsBiotechnol,2005.23(12):p.605-13)，并且這些熒光蛋白質(zhì)可以進(jìn)一步被工程化，以產(chǎn)生特異細(xì)胞功能的生物傳感器、指示劑(例如見Conwayetal.，ReceptorsChannels,2002.8(5-6):p.331-41;Umezawa，etal.，BiosensBioelectron，2005.20(12):p.2504-11;Giulianoetal.，TrendsBiotechnol,1998.16(3):p.135-40;Giulianoetal.，CurrOpinCellBiol，1995.7(1):p.4—12)。生物傳感器可以檢測肝細(xì)胞中的一種或多種蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)的相互作用(例如見PCT/US2005/027919，公開號(hào)為W02006/017751)。毒物學(xué)上顯著的單一的蛋白質(zhì)_蛋白質(zhì)的相互作用的實(shí)例為細(xì)胞質(zhì)蛋白質(zhì)keap-l和核轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子nfr2。在正常條件下，在細(xì)胞質(zhì)中由于ke即-l與nrf2之間的結(jié)合而不表達(dá)負(fù)責(zé)抗氧化活性的基因。當(dāng)在適當(dāng)?shù)拿{迫下，所述轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)子nfr2從keap-l中釋放出，并易位到細(xì)胞核中，在細(xì)胞核內(nèi)nfr2誘導(dǎo)抗氧化脅迫蛋白質(zhì)和相位2-解毒酶(phase2-detoxifyingenzymes)的表達(dá)。由此，可以使用適當(dāng)?shù)臉?biāo)記的生物傳感器來檢測蛋白質(zhì)_蛋白質(zhì)(例如ke即-l和nfr2之間)相互作用的變化?？梢栽趩我粯悠返闹苽渲薪Y(jié)合多種標(biāo)記，以提供在群體中的各單個(gè)肝細(xì)胞中以及在整個(gè)群體中的多種特征的檢測(Zhangetal.，Cell,2004.119(1):p.137-44;Tayloretal.，DrugDiscov.Today,2005.2(2):p.149-154)。具有單一剌激波長和狹窄發(fā)射帶的量點(diǎn)(quantumdots)提供了在測試中實(shí)現(xiàn)更高程度的多元性的可能性(Michalet，etal.，12Science,2005.307(5709):p.538-44)。除多種色彩的熒光探針以外，多種生物發(fā)光試劑和化學(xué)發(fā)光試劑也可以有效地用于基于細(xì)胞的測試中(Hemmilaetal.，JFluoresc，2005，15(4):p.529-42;Rodaetal.，TrendsBiotechnol，2004.22(6):p.295—303)。可以將所述肝細(xì)胞鋪種于基質(zhì)上，例如微量培養(yǎng)平板、顯微鏡載玻片或其它典型地用于基于細(xì)胞測試的實(shí)驗(yàn)室器皿上。另外，可以將肝細(xì)胞維持在柔性支撐基質(zhì)上，例如多聚泡沫或凝膠以及用于3D細(xì)胞培養(yǎng)的水凝膠。通常，此類實(shí)驗(yàn)室器皿和柔性支撐為透明的，以利于隨后的成像分析。優(yōu)選多孔微量培養(yǎng)平板，因?yàn)樗鼈冇欣谕瑫r(shí)進(jìn)行多重反復(fù)測試，并且可以使用自動(dòng)化設(shè)備容易地操作。多孔平板可以是商購的，可以是8L、12孑L、96孔、384L、1536孔等等。所述肝細(xì)胞可以以任意需要的密度鋪種，以利于隨后的成像分析。對于更高密度的多孔微量培養(yǎng)平板，可以向各孔中引入幾百到幾千個(gè)肝細(xì)胞(例如每40ii1孔200-30000個(gè)細(xì)胞)。在本發(fā)明的方法中，"處理"為對一種或多種肝細(xì)胞的處理，以在所述細(xì)胞中影響功能性響應(yīng)(或改變)。可以通過暴露于或接觸化學(xué)試劑、生物試劑、環(huán)境或遺傳處理來處理肝細(xì)胞?？梢允褂眠@些處理來改變細(xì)胞的離子、代謝、大分子和細(xì)胞器的活性，隨之影響表型的改變，該表型的改變可以通過以添加的物質(zhì)進(jìn)行處理來進(jìn)一步地改變。使用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的處理的實(shí)例是技術(shù)人員所公知的，包括蛋白質(zhì)的表達(dá)或增強(qiáng)表達(dá)；蛋白質(zhì)表達(dá)的降低；增加對已知響應(yīng)的剌激；或添加能夠誘導(dǎo)或抑制肝細(xì)胞或肝細(xì)胞祖細(xì)胞的代謝能力、共軛反應(yīng)、運(yùn)輸功能、白蛋白的合成或釋放、氨解毒、糖類和脂類調(diào)節(jié)和分化的物質(zhì)。在特定實(shí)施方式中，所述肝細(xì)胞的處理是將肝細(xì)胞與測試或參比物質(zhì)相接觸。例如一旦鋪種，通過以測試物質(zhì)或參比物質(zhì)接觸給定時(shí)間來處理所述肝細(xì)胞。在本發(fā)明中，所述"測試物質(zhì)"或"參比物質(zhì)"為能夠用于獲得細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的任意物質(zhì)。例如，處理可以是與感染性生物顆粒體(寄生蟲、細(xì)菌、支原體、病毒、蛋白感染素(prion))、小分子(例如"藥物"或候選的藥物)、生物分子(例如蛋白質(zhì)、多肽、核酸(例如DNA、RNA或雜合的多核苷酸))相接觸，或者暴露于某種條件下，例如環(huán)境條件(例如重量克分子滲透壓濃度(osmolality)、pH、溫度或它們的組合)、電磁輻射(例如一定頻率、強(qiáng)度或持續(xù)時(shí)間的光)、或其它類型的輻射(例如a、13、Y射線等等)、或任意工程化而大小和形狀均一的物質(zhì)(例如納米顆粒)。當(dāng)一種物質(zhì)對目標(biāo)生物學(xué)系統(tǒng)的作用需要探測時(shí)，該物質(zhì)作為測試物質(zhì)處理。當(dāng)一種物質(zhì)對所述生物學(xué)系統(tǒng)的作用已知時(shí)，該物質(zhì)為參比物質(zhì)，并且需要將該物質(zhì)對肝細(xì)胞組的作用加入到所述數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫中。在進(jìn)行本發(fā)明的方法時(shí)，以適合于測試物質(zhì)或參比物質(zhì)的方式，將所述肝細(xì)胞暴露于所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)，以使所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)與所述肝細(xì)胞相接觸并與所述肝細(xì)胞相互作用。典型地，當(dāng)所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)是分子或感染性生物顆粒體時(shí)，可以將所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)引入到所述肝細(xì)胞的位置(例如鋪種了所述肝細(xì)胞的培養(yǎng)平板的孔中)。然后，所述分子或生物顆粒體可以在細(xì)胞的外表面與所述細(xì)胞相互作用，或滲透至細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)在的活動(dòng)相互作用。其它類型的測試物質(zhì)或參比物質(zhì)(例如溫度、輻射等等)以適合此類物質(zhì)的方式向所述肝細(xì)胞暴露。將所述肝細(xì)胞與所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)共同培育合適的時(shí)間，該時(shí)間可以從1分鐘到少數(shù)幾分鐘，到幾分鐘、幾小時(shí)、到幾天。例如，時(shí)間的長度可以基于是否需要立即的活性或長期的活性來選擇。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述肝細(xì)胞與所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)共同培育1分鐘、3分鐘、5分鐘、15分鐘、3Q分鐘、1小時(shí)、2小時(shí)、3小時(shí)、4小時(shí)、5小時(shí)、6小時(shí)、8小時(shí)、10小時(shí)、12小時(shí)、16小時(shí)、20小時(shí)、24小時(shí)、28小時(shí)、32小時(shí)、36小時(shí)、48小時(shí)和/或72小時(shí)。在可選實(shí)施方式中，重復(fù)的肝細(xì)胞組(即相似的組)可以平行施用不同的測試物質(zhì)或參比物質(zhì)濃度來處理，以構(gòu)建各濃度的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。例如，可以使用6-10個(gè)點(diǎn)的log濃度系列，化合物的濃度范圍從約lnM或更低到約lmM或更高。同樣地，可以將不同的肝細(xì)胞組(例如具有不同的報(bào)告子或處理)暴露于所述測試物質(zhì)?？梢云叫惺褂貌煌?xì)胞類型和/或濃度的重復(fù)組(例如在同樣多孔平板的不同孔中、或不同多孔平板的不同孔中)，并同時(shí)或平行地分析。同樣，可以與所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)一同來測試陰性和陽性對照肝細(xì)胞。將所述肝細(xì)胞暴露于所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)以后，檢測細(xì)胞的特征。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，獲得所述肝細(xì)胞的圖像。當(dāng)所述肝細(xì)胞含有一種或多種報(bào)告子時(shí)，使用適合于要成像的各種熒光或發(fā)冷光的報(bào)告子的頻率(通道)。此類多重成像的實(shí)例在圖2中顯示。另外或可選擇地，可以將所述肝細(xì)胞用結(jié)合于所需蛋白質(zhì)或細(xì)胞結(jié)構(gòu)的染料、熒光或發(fā)冷光標(biāo)記(例如抗體、配體等)進(jìn)行染色，然后在適合于要成像的各種染料、熒光或發(fā)冷光標(biāo)記的頻率(通道)成像。由此，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述肝細(xì)胞以至少一種光學(xué)模式成像，以產(chǎn)生第一組數(shù)據(jù)?？梢允褂萌我夂线m的方法成像，例如廣視野顯微鏡或共聚焦顯微鏡。在一個(gè)實(shí)施方式中，至少一種光學(xué)模式是熒光顯微鏡。從成像產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以是可視的或數(shù)字的。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述數(shù)據(jù)組為數(shù)字的數(shù)據(jù)。分析所述肝細(xì)胞的圖像，以測量或檢測生物標(biāo)記，所述生物標(biāo)記是選擇為指示適合于要測試的特性(例如毒性、臨床病理學(xué)、組織病理學(xué)等)的功能類別。因此，可以選擇所述報(bào)告子(標(biāo)記、染料等等)以使其靶向(例如結(jié)合于)適合于測試細(xì)胞功能類別的生物標(biāo)記或特征。在每個(gè)這些細(xì)胞功能類別中，使用一種或多種測試以檢測一種或多種所述生物標(biāo)記或特征，該生物標(biāo)記或特征作為在測試功能類別的響應(yīng)中的指示劑。在某些實(shí)施方式中，單個(gè)的生物標(biāo)記或報(bào)告子對應(yīng)于單個(gè)的特征。在其它實(shí)施方式中，使用一種生物標(biāo)記或報(bào)告子來評估多于一種的特征(多種特征)。如此處所述，檢測在至少兩種細(xì)胞功能類別中的細(xì)胞特征，以產(chǎn)生響應(yīng)譜。在特定實(shí)施方式中，至少一種細(xì)胞功能類別為磷脂質(zhì)化或脂肪變性。依賴于測試的目的，可以選擇任意合適的細(xì)胞功能類別。為測試所選擇的細(xì)胞功能類別的數(shù)量可以是1種、2種或更多種，該選擇依賴于需要產(chǎn)生的響應(yīng)譜的數(shù)目，熟練的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解此點(diǎn)。適合于評估肝細(xì)胞毒性的生物標(biāo)記、特征和功能類別的實(shí)例在實(shí)施例1中顯示。特征包括指示細(xì)胞周期或細(xì)胞健康狀態(tài)的核的大小、形狀和定位；代謝能力(I階段和II階段代謝反應(yīng))、解毒能力(尿素生物合成)、糖類調(diào)節(jié)(糖原生物合成)的檢測；指示脂肪變性的脂肪(例如甘油三酯)儲(chǔ)存的檢測；指示磷脂質(zhì)化或其它溶酶體功能異常的溶酶體的數(shù)目、大小、形狀、定位的檢測；指示線粒體失調(diào)或肝細(xì)胞健康的線粒體的數(shù)目、大小、形狀和定位的檢測；以及指示過氧化物酶體增殖和其它過氧化物酶體功能失調(diào)的過氧化物酶體的數(shù)目、大小、形狀、位置的檢測。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述肝細(xì)胞生物標(biāo)記的檢測選自以下功能響應(yīng)類別中的兩種或更多種特征細(xì)胞增殖、代謝能力、解毒能力、脂類和糖類調(diào)節(jié)、脅迫途徑、細(xì)胞器功能(包括但不限于指示磷脂質(zhì)化和過氧化物酶體增殖)、細(xì)胞周期狀態(tài)、形態(tài)、凋亡、DNA損傷、代謝、線粒體功能、細(xì)胞分化和細(xì)胞-細(xì)胞相互作用或細(xì)胞-非細(xì)胞組分的相互作用。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述肝細(xì)胞的生物標(biāo)記的檢測選自以下功能響應(yīng)類別中的兩種或更多種特征細(xì)胞增殖、細(xì)胞周期、凋亡、形態(tài)、細(xì)胞骨架擾動(dòng)(perturbations)、線粒體功能、脅迫激酶活性、DNA損傷、以及細(xì)胞_細(xì)胞或細(xì)胞_非細(xì)胞組分的相互作用。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，至少一種功能響應(yīng)類別是脂肪變性或磷脂質(zhì)化、或它們的組合。所述生物標(biāo)記(例如甘油三酯、DGAT、MGAT、和它們的組合)可以檢測如下的特征例如指示脂肪變性的脂肪(如甘油三酯)儲(chǔ)存的增加和脂類調(diào)節(jié)的酶促加工的調(diào)節(jié)。生物標(biāo)記(例如LAMP1)可以檢測指示磷脂質(zhì)化的溶酶體大小的增加或溶酶體特異性蛋白質(zhì)的增加。指示所述肝細(xì)胞增殖的特征包括核計(jì)數(shù)、細(xì)胞計(jì)數(shù)、總細(xì)胞量、總DNA、細(xì)胞周期蛋白的磷酸化狀態(tài)、或涉及細(xì)胞生長和分裂的任意的蛋白質(zhì)翻譯后修飾狀態(tài)。指示所述脅迫途徑激活的特征包括轉(zhuǎn)錄因子激活(例如c-jun、NRF2、NF-B、Pl、ATF2、MSK1、CREB或NFAT)、或激酶激活(例如p38、INK、ERK、RSK90或MEK)。指示所述細(xì)胞器功能的特征包括細(xì)胞骨架組建、線粒體量或膜電位、過氧化物酶體量、高爾基體組建、溶酶體量或質(zhì)膜滲透性。指示所述細(xì)胞周期狀態(tài)的特征包括DNA含量、Rb磷酸化、細(xì)胞周期蛋白(cyclin)B1(CDK1)的生物合成、細(xì)胞周期蛋白D1(CDK4)的生物合成、細(xì)胞周期蛋白E(CDK2)的生物合成和組蛋白H3的磷酸化狀態(tài)。指示所述形態(tài)的特征包括運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞伸展、附著、邊緣波動(dòng)(ruffling)、起泡(blebbing)或集落形成。指示所述凋亡的特征包括核的大小和形狀、DNA含量、谷胱甘肽含量、反應(yīng)性氧的檢測、半胱天冬酶(caspase)的激活、細(xì)胞色素C的釋放、PARP切割、Bax易位和降解。指示所述DNA損傷的特征包括修復(fù)蛋白(APE)的表達(dá)、GADD153的誘導(dǎo)、腫瘤抑制因子p53激活、Rb表達(dá)、氧化活性(8-氧鳥嘌呤)、或轉(zhuǎn)錄活性(0ctl)。指示所述代謝和代謝活性的特征包括谷胱甘肽含量、反應(yīng)性氧、cAMP濃度、P-糖蛋白活性、CYP450的誘導(dǎo)/抑制、或添加物質(zhì)的時(shí)間依賴的清除或濃度。指示信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的特征包括&++離子濃度(例如細(xì)胞內(nèi)的&++離子濃度)^11、蛋白質(zhì)的表達(dá)、蛋白質(zhì)的激活、蛋白質(zhì)的修飾、蛋白質(zhì)的易位、或已知的與特異性途徑相關(guān)的蛋白質(zhì)之間的相互作用。指示所述細(xì)胞分化的特征包括組織特異性蛋白質(zhì)或展現(xiàn)組織特異性形態(tài)，例如胰高血糖素受體或細(xì)胞角蛋白8、18的表達(dá)。指示所述細(xì)胞-細(xì)胞相互作用的特征包括在細(xì)胞-細(xì)胞界面緊密連接的濃度、或材料從一個(gè)細(xì)胞向另一個(gè)細(xì)胞或向非細(xì)胞組分的轉(zhuǎn)移(例如重新形成的膽小管空隙的轉(zhuǎn)移)。另外，指示所述代謝能力的特征包括氧化和結(jié)合代謝、尿素生成、脂類儲(chǔ)存、糖原生成、糖原分解和白蛋白合成。優(yōu)選特征包括微管穩(wěn)定性、微絲穩(wěn)定性、c-jun磷酸化狀態(tài)、線粒體的量、過氧化物酶體的量、核的大小、細(xì)胞周期阻滯、DNA降解、和細(xì)胞缺失。用于測試所需的肝細(xì)胞的生物標(biāo)記的所述圖像可以使用固定的(例如化學(xué)固定)或活細(xì)胞獲得。對于活細(xì)胞測試，任選地在掃描或讀取平板(或其它物質(zhì))之前添加標(biāo)記試劑(報(bào)告子)。固定和以報(bào)告子(例如抗體、染料等)標(biāo)記(或染色)是常規(guī)的，并可以自動(dòng)地進(jìn)行，從而使測試可以有效進(jìn)行。對于固定的細(xì)胞測試，需要空間信息，但是僅在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。然而，在平行進(jìn)行重復(fù)的測試的情況下，可能在分別的孔中在所需時(shí)間間隔固定肝細(xì)胞(例如每秒、每分鐘等等)，以利于隨時(shí)間分析相似的肝細(xì)胞群體。相反，或細(xì)胞測試允許測試含有需要隨時(shí)間以及空間成像的活的肝細(xì)胞。然而，在檢測過程中需要所述肝細(xì)胞的環(huán)境控制(例如溫度、濕度和二氧化碳)，因?yàn)閷τ陔S時(shí)間的多種發(fā)冷光或熒光檢測應(yīng)當(dāng)維持所述肝細(xì)胞的生理健康。對于活的或固定的肝細(xì)胞測試，所述肝細(xì)胞(或所述肝細(xì)15胞的分離的亞群)的掃描可以重復(fù)多次，以利于在各時(shí)間點(diǎn)分析來捕獲對所述測試物質(zhì)或參比物質(zhì)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。獲得所述肝細(xì)胞的圖像，并可以通過標(biāo)準(zhǔn)方法和設(shè)備進(jìn)行分析(例如Schroederetal.，J.Biomol.Screen,1(2)，75-80(1996);Tayloretal.，Toxicol.Pathol，22(2)，145-59(1994))，例如高容量篩選(HCS)(例如Giulianoetal.，JBiomolScreen,1997.2(4):p.249-259)和高通量細(xì)胞分析、自動(dòng)顯微鏡、或其它檢測器。例如，使用設(shè)備以在各樣品或微量培養(yǎng)平板的孔中掃描一個(gè)或多個(gè)光學(xué)視野，由此將各光學(xué)視野的一個(gè)或多個(gè)熒光通道聚集。該多波長圖像可以使單個(gè)制品的一套測試成為多重的，但是測試也可以以多個(gè)制品進(jìn)行，并且所述特征測試與單個(gè)活性譜相結(jié)合?？梢栽讷@得圖像的過程中提取生物標(biāo)記，或在之后獲得和處理圖像。合適的設(shè)備包括用于一次分析整個(gè)平板的細(xì)胞群體相應(yīng)的設(shè)備，例如FLIPR(MolecularDevices,Sunnyvale,CA))或FDSS6000(HamamatsuCity，J即an)，以及用于逐孔或逐個(gè)細(xì)胞分析的設(shè)備，例如ArrayScanHCS讀出器(Cellomics，Pittsburgh,PA);固定終點(diǎn)和基于細(xì)胞的動(dòng)力學(xué)測試；產(chǎn)生原始肝細(xì)胞響應(yīng)數(shù)據(jù)的圖像分析算法；以及用于提取衍生的特征(例如動(dòng)力學(xué)參數(shù)、EC50、IC50、和檢測的群體響應(yīng)分布)的數(shù)據(jù)分析工具。所述測試可以包括檢測單個(gè)肝細(xì)胞的HCS測試與整體分析孔中的肝細(xì)胞群體的較高通量測試相結(jié)合，在單個(gè)時(shí)間點(diǎn)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。對于動(dòng)力學(xué)測試，可以從動(dòng)力學(xué)曲線提取多個(gè)特征以產(chǎn)生附加的衍生特征。例如，可以從動(dòng)力學(xué)曲線衍生峰延遲、峰強(qiáng)度、半衰期、斜率和其它等特征。可以使用一種算法從所述圖像提取信息，以產(chǎn)生不同感細(xì)胞生物標(biāo)記的輸出。典型地，此類算法將原始圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為測試數(shù)據(jù)點(diǎn)。那些圖像和細(xì)胞分析領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解多種此類算法可以容易地獲得，并且有多種適于肝細(xì)胞的基于圖像的分析的肝細(xì)胞加工以檢測肝細(xì)胞功能。在BioA卯lication軟件中習(xí)慣設(shè)計(jì)或包裝的算法由HCS售主提供，產(chǎn)生多種數(shù)字的特征值，例如在光學(xué)視野中的各細(xì)胞的亞細(xì)胞物強(qiáng)度、形狀和定位。例如，可用使用vHCSDiscoveryToolbox(Cellomics，Inc)、Metamorph(MolecularDevices)、來自GEHealthcare的軟件和其它HCS和圖像分析包來批量分析所獲得的圖像。在此種系統(tǒng)中，依賴于肝細(xì)胞響應(yīng)的不均一性和測試的敏感性，每孔中檢測的肝細(xì)胞總數(shù)典型地在100-1500個(gè)范圍內(nèi)。完整平板的讀出器典型地提供鑒定所述圖像中的孔面積和在這些區(qū)域中在一個(gè)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測總熒光的軟件。按需要，使用一種算法將不同生物標(biāo)記的輸出、以及來自一個(gè)或多個(gè)測試平板或孔的測試相結(jié)合，以產(chǎn)生適合于預(yù)測較高水平的整合功能的化合物的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。在不同時(shí)間點(diǎn)的細(xì)胞或平板的特征可以結(jié)合起來(例如當(dāng)生理響應(yīng)在一段時(shí)期發(fā)生的情況)。可選擇地，可以將不同孔或平板中使用不同細(xì)胞類型進(jìn)行的重復(fù)實(shí)驗(yàn)類似地結(jié)合起來。優(yōu)選地，所述細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜代表至少約5種或更多、至少約6種或更多、至少7種或更多、至少約8種或更多、或至少約9種或更多、至少約10種或更多、至少約11種或更多、至少約12種或更多、至少約13種或更多、至少約14種或更多、至少約15種或更多的特征或功能類別。在要分析的各個(gè)波長和時(shí)間點(diǎn)，各平板組中的各個(gè)平板可以產(chǎn)生包含各孔的一個(gè)或多個(gè)視野的圖像的圖像組。對所述圖像組的分析產(chǎn)生各平板的肝細(xì)胞數(shù)據(jù)組，代表所述平板上各成像視野的隨時(shí)間和濃度系列的特征值。最終，處理所述肝細(xì)胞數(shù)據(jù)組并聚類，以產(chǎn)生一組細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜，從而加入到數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫中，或者用于搜索所述數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫，以鑒定生理響應(yīng)的可能模式。圖3表示處理平板以產(chǎn)生譜的樣本全流程圖?？梢允褂脦追N方法從所述特征檢測中產(chǎn)生所述譜。例如對于各特征檢測，對各化合物在各化合物濃度下對單個(gè)細(xì)胞肝細(xì)胞或肝細(xì)胞群計(jì)算檢測細(xì)胞群體轉(zhuǎn)變的參數(shù)(例如Kolmogorov—Smirnov(KS)值或平均值)，結(jié)果產(chǎn)生參數(shù)稀釋系列(parametersdilutionseries)。然后，可以擬合(fit)此類稀釋系列參數(shù)，使用4_參數(shù)對數(shù)擬合，并分析擬合的數(shù)據(jù)以計(jì)算所述響應(yīng)的AC50(達(dá)到50%最大活性的濃度)。然后，將所計(jì)算的AC50值轉(zhuǎn)換為對數(shù)等級，作為測試物質(zhì)或參比物質(zhì)活性的檢測值。然后可以使用聚類分析來鑒定譜中的相似性，以及細(xì)胞系統(tǒng)響應(yīng)的相互關(guān)系。圖2描述了用于產(chǎn)生所述參比響應(yīng)曲線以構(gòu)建所述數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫的一個(gè)實(shí)施方式。根據(jù)該方法，可以分析通過所述算法產(chǎn)生的某些測試數(shù)據(jù)點(diǎn)，以鑒定2個(gè)或更多個(gè)細(xì)胞亞群。例如，核標(biāo)記的強(qiáng)度與核中的DNA的量相關(guān)?？梢苑治鰜碜砸粋€(gè)孔的細(xì)胞群體的核強(qiáng)度數(shù)據(jù)，以鑒定具有2N、4N和亞2N量的DNA的細(xì)胞，后者為DNA分解的指示。由此可以將細(xì)胞群體基于1個(gè)或多個(gè)測試值而聚類成亞群，各亞群具有那些測試值的特征譜，并且因此代表一類肝細(xì)胞響應(yīng)。在此種簡單情況下，有3個(gè)亞群，并且因此有3個(gè)特征，包括具有2NDNA的細(xì)胞的百分比、具有4NDNA的細(xì)胞的百分比、以及具有亞2NDNA的細(xì)胞的百分比。這些特征中的每個(gè)可以用于作為化合物譜的組分。還可以使用任意數(shù)量的其它測試特征將肝細(xì)胞分類成亞群。某些測試特征(例如部分細(xì)胞缺失)是整個(gè)群體的特征，因此可以直接用作所述化合物譜中的組分。在所有情況下，將處理的肝細(xì)胞的測試值與單獨(dú)以賦形劑(vehicle)(例如0.4%DMS0)處理的肝細(xì)胞相比較?？梢詫⒒衔镒V進(jìn)行聚類分析、主要組分和其它模式的分析，以鑒定化合物集的普通細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。這些化合物的聚類代表普通類別的響應(yīng)，并且可以使用該響應(yīng)譜構(gòu)建分類器。所有的參比化合物的譜與化合物類別的譜都儲(chǔ)存于譜的數(shù)據(jù)庫中，用于另外方式的分析。圖3通過實(shí)例描述了用于產(chǎn)生所述細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的一個(gè)實(shí)施方式，涉及在Hela細(xì)胞和A549細(xì)胞中評估測試化合物，以及將所述化合物響應(yīng)分類。簡單的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜可以應(yīng)用于肝細(xì)胞。當(dāng)對所述參比化合物進(jìn)行分析時(shí)，進(jìn)一步分析所述測試特征，以鑒定細(xì)胞亞群譜，該細(xì)胞亞群譜與直接測試特征一起形成儲(chǔ)存在所述數(shù)據(jù)庫中的化合物譜。細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜的比較允許鑒定所比較的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜之間的相似性、差異或其組合?？梢允褂枚喾N方法來比較2個(gè)或更多個(gè)細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜，例如通過繪圖展示、聚類分析、或相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)檢測以及其組合。因此，測試化合物的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜與數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫中的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜之間的相似性的檢測，可以用于計(jì)算測試化合物在體外或體內(nèi)產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)譜的可能性。用于比較化合物譜的度量(metric)可以是多種標(biāo)準(zhǔn)度量中的任意一種，例如歐幾里德距離(Euclideandistance)、皮爾森相關(guān)系數(shù)(Pearson'scorrelationcoefficient)、曼哈屯頁距離(Manhattendistance)、或任意其它用于比較多參數(shù)譜的度量。測試化合物譜與參比化合物共同分析，以鑒定所述測試化合物與特定聚類的聯(lián)系。多種聯(lián)系模型以及其它分類方法可以用于相對于數(shù)據(jù)庫中的參比化合物譜來將測試化合物分類。如前所述，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述肝細(xì)胞含有代謝活性的細(xì)胞色素P450(此處17也稱為"有活性的肝細(xì)胞"或"代謝活性的肝細(xì)胞")。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了約55個(gè)人類細(xì)胞色素P450亞型。然而，幾乎所有這些亞型都涉及內(nèi)源物質(zhì)代謝。僅有約5-9個(gè)細(xì)胞色素P450亞型與藥物的代謝相關(guān)。已知與臨床相關(guān)的涉及毒性的細(xì)胞色素為CYP3A4、CYP2D6、CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19和CYP2E1。除CYP1A2在體外比在體內(nèi)能誘導(dǎo)到更高水平以外，所有其它的細(xì)胞色素在原代肝細(xì)胞中隨時(shí)間被下調(diào)。熟練的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，原代肝細(xì)胞會(huì)隨時(shí)間和/或依賴于體外細(xì)胞培養(yǎng)條件而丟失細(xì)胞色素P450代謝活性。例如，如圖11A所示，原代肝細(xì)胞的代謝活性依賴于時(shí)間而降低。在鋪種肝細(xì)胞3小時(shí)后，細(xì)胞色素P450的代謝約為新鮮分離的細(xì)胞的水平的70%，且在16小時(shí)和24小時(shí)后分別降低到30%和20%。此外，某些物質(zhì)的肝細(xì)胞毒性作用由它們的代謝形式?jīng)Q定。例如，如圖IIB-C所示，僅在當(dāng)肝細(xì)胞將原始雙氯芬酸化合物生物激活(例如代謝)為4'-OH-和5-0H-雙氯芬酸衍生物時(shí)，化合物雙氯芬酸才具有毒性。因此，為了某些應(yīng)用，各肝細(xì)胞的肝細(xì)胞特征值依賴于所述肝細(xì)胞對于所述測試物質(zhì)或化合物的處理(例如代謝)。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，當(dāng)對測試物質(zhì)或參比物質(zhì)進(jìn)行測試以分析它們對細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)的毒性作用時(shí)，與缺少或具有有限的細(xì)胞色素P450代謝活性的細(xì)胞(例如H印G2細(xì)胞)相反，有利地使用具有所需的細(xì)胞機(jī)械完整性的有活性的肝細(xì)胞(例如具有細(xì)胞色素P450代謝活性的肝細(xì)胞，例如至少一種或更多的選自由CYP3A4、CYP2D6、CYP1A2、CYP2C9、CYP2C19和CYP2E1所組成的組中的活性P450細(xì)胞色素)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，測試物質(zhì)與一種或多種肝細(xì)胞相接觸，所述肝細(xì)胞具有與新鮮分離的肝細(xì)胞相比至少約90-100X的細(xì)胞色素P450代謝活性。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述肝細(xì)胞具有與新鮮分離的肝細(xì)胞相比至少約80-100%、至少約70-100%、至少約60-100%、至少約50-100%、至少約40-100%、至少約30-100%、至少約20-100%、至少約10-100X、或其中的范圍的細(xì)胞色素P450代謝活性。在一個(gè)實(shí)施方式中，在體外2-D鋪種肝細(xì)胞后，將測試物質(zhì)與原代肝細(xì)胞接觸約1分鐘到1小時(shí)、約1-12小時(shí)、約1-10小時(shí)、或約3、4、5、6、7、8、9、10、11或12小時(shí)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，在體外3-D鋪種(例如使用膠原凝膠覆蓋技術(shù))肝細(xì)胞后，將測試物質(zhì)與原代肝細(xì)胞接觸約0-120小時(shí)、約5分鐘到約1小時(shí)、約1、2、3、4、5、6、9、12、15、18、21、24、30、36、48、60、72、84、96、108、120小時(shí)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式中，可以將來自各肝細(xì)胞的所有肝細(xì)胞特征值結(jié)合在一起，以產(chǎn)生肝細(xì)胞譜。圖4表明展示用于產(chǎn)生細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的細(xì)胞響應(yīng)的一些繪圖展示方法。這些繪圖展示也用于描述多維細(xì)胞響應(yīng)。HeLa和A549細(xì)胞的細(xì)胞特征圖譜用于鑒定與特異細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜相關(guān)的細(xì)胞功能。如此處所述，導(dǎo)致凋亡的細(xì)胞生理事件的知識(shí)可以增加分類器的輸出的信息，但是對于應(yīng)用本發(fā)明的方法并不是必需的。細(xì)胞分布圖譜(4B)描述當(dāng)物質(zhì)濃度變化時(shí)的細(xì)胞響應(yīng)分布的改變。這些圖表明群體中的細(xì)胞如何占據(jù)分離的響應(yīng)類別，以及當(dāng)物質(zhì)濃度變化時(shí)從一個(gè)類別變?yōu)榱硪活悇e。細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜(4C)用于通過應(yīng)用KS分析來定量群體響應(yīng)分布中的變異。然后，這些類別的每一個(gè)的占有百分比變?yōu)槿后w細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。來自參比化合物的群體譜與參比化合物的譜相結(jié)合并儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫或知識(shí)庫中。所述測試化合物的群體譜與數(shù)據(jù)庫中的參比化合物的群體譜相比較，并計(jì)算匹配的概率。為了將肝細(xì)胞群體中由參比物質(zhì)或測試物質(zhì)處理而誘導(dǎo)的肝細(xì)胞響應(yīng)的變化進(jìn)行定量，可以有效地使用幾種不同的方法。在肝細(xì)胞群體中，由于細(xì)胞響應(yīng)的不均一性，可18以有多種不同的個(gè)體細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜(Elsasser，ProcNatlAcadSciUSA1984;81(16):5126-9;RubinH，ProcNatlAcadSciUSA1984;81(16):5121-5)。在一個(gè)實(shí)施方式中，可以使用擬合分析的柯爾莫哥洛夫-斯米爾諾夫(Kolmogorov-Smirnov(KS))goodness(KS值)將孔或載玻片中對于各肝細(xì)胞參數(shù)的所述肝細(xì)胞響應(yīng)的分布與對照物質(zhì)的分布進(jìn)行比較(Giulianoetal.，AssayDrugDevTechnol2005;3(5):501-14)。例如，為了在多元的HCS衍生細(xì)胞群體分布數(shù)據(jù)中進(jìn)行物質(zhì)依賴的變化的顯著性檢驗(yàn)，如Peacock所描述(Peacock,MonthlyNoticesoftheRoyalAstronomicalSociety1983;202:615—27)禾口由Fasano禾口Franceschini進(jìn)一步精'j:東的(Fasanoetal.，MonthlyNoticesoftheRoyalAstronomicalSociety1987;225:155-70)，可以將一維KS檢驗(yàn)適用于二維。將以一種物質(zhì)處理后獲得的二維細(xì)胞群體數(shù)據(jù)分布(代表來自多重HCS測試的兩個(gè)生理參數(shù))與獲自多個(gè)孔的未處理肝細(xì)胞的二維細(xì)胞群體數(shù)據(jù)分布相比較。首先，可以通過由未處理細(xì)胞的數(shù)據(jù)分布計(jì)算的x軸和y軸的中位值將各分布分成4個(gè)象限(quadrants)。然后通過所有4個(gè)象限的搜索(ranging)來尋找所述二維KS值，以找到各處理象限中肝細(xì)胞部分與各相應(yīng)未處理象限中肝細(xì)胞部分之間的最大差異。也可以用其它統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來分析細(xì)胞群體響應(yīng)的不均一性?？梢允褂脦讉€(gè)其它可能的分析算法或方法，以基于參比物質(zhì)測試組的已知特性來講細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜分類，所述方法包括例如神經(jīng)網(wǎng)的方法。通過凝聚聚類法(agglomerativeclustering)對KS細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜進(jìn)行聚類，以鑒定具有相似活性的化合物?？梢允褂贸齂S分析以外的其它方法在聚類之前處理數(shù)據(jù)，并且可以使用多種聚類算法。還可以通過對用于產(chǎn)生細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的細(xì)胞響應(yīng)進(jìn)行繪圖分析來輔助本發(fā)明的方法的實(shí)踐。另外，圖4A-4C表明展示用于產(chǎn)生細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的細(xì)胞響應(yīng)的一些繪圖展示方法。這些繪圖展示也用于描述多維細(xì)胞響應(yīng)。細(xì)胞特征圖譜用于鑒定與特異細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜相關(guān)的細(xì)胞功能。如此處所述，對于多種細(xì)胞類型，導(dǎo)致凋亡的細(xì)胞生理事件的知識(shí)可以增加分類器的輸出的信息，但是對于應(yīng)用本發(fā)明的方法并不是必需的。細(xì)胞分布圖譜描述當(dāng)物質(zhì)濃度變化時(shí)的細(xì)胞響應(yīng)分布的改變。這些圖表明群體中的細(xì)胞如何占據(jù)分離的響應(yīng)類別，以及當(dāng)物質(zhì)濃度變化時(shí)從一個(gè)類別變?yōu)榱硪活悇e。細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜用于通過應(yīng)用KS分析來定量群體響應(yīng)分布中的變異。圖5A-5C描述用于從HCS分析獲得細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的附加顯像工具。例如利用3個(gè)顯像工具來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)組，該數(shù)據(jù)組顯示ll個(gè)濃度的Laulimalide(LML)對MDA-MB-231乳腺細(xì)胞的DNA含量的作用。圖5A顯示細(xì)胞響應(yīng)數(shù)據(jù)的圖組。各圖顯示在各濃度(nM)的LML下細(xì)胞DNA含量的群體分布。通過此種方法可以容易地觀測所述群體分布的形式的精細(xì)改變，但是除非通過能夠更靈敏地檢測全部群體響應(yīng)的KS分析，否則很難分辨跨過整個(gè)濃度范圍的趨勢。圖5B描述了三維的表面圖。當(dāng)以合適的顏色編碼在最佳角查看時(shí)，一系列疊加的細(xì)胞群體分布曲線提供了理想的環(huán)境，在其中可以同時(shí)查看和分析一系列復(fù)雜的曲線。然而，由于圖的形狀缺陷以及缺乏視覺校準(zhǔn)信號(hào)，很難進(jìn)行在二維平面(例如計(jì)算機(jī)屏幕或紙)上的多個(gè)三維表面圖之間的比較。最后，圖5C表示數(shù)據(jù)的二維輪廓圖或"分布圖譜"。在分布圖譜中數(shù)據(jù)點(diǎn)密度的顏色編碼可以產(chǎn)生在二維平面上基本突出的三維表面圖的獨(dú)特方法。例如，藍(lán)色陰影可以編碼最低群體密度，而黑色陰影和黃色陰影可以編碼最高群體密度。當(dāng)DNA含量數(shù)據(jù)繪制成分布圖譜時(shí)，通過三維表面圖提供的多19種細(xì)節(jié)可以被復(fù)制。此外，多個(gè)分布圖譜可以容易地排列以用于多重HCS數(shù)據(jù)組的同時(shí)顯現(xiàn)。這些和其它顯像工具可以容易地應(yīng)用于肝細(xì)胞建譜。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一組用于進(jìn)行所述建譜的方法和軟件工具。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是用于產(chǎn)生細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的一套試劑和方法，以產(chǎn)生知識(shí)庫、或用使用現(xiàn)有知識(shí)庫和信息學(xué)軟件來產(chǎn)生物質(zhì)生理學(xué)作用的譜。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是生理學(xué)譜的數(shù)據(jù)庫。這些可以以面對最終使用者的產(chǎn)品(即試劑盒)來提供或用于以本發(fā)明的試劑組合軟件或以用戶自己的測試來為用戶進(jìn)行建譜服務(wù)。因此，本發(fā)明提供了一種試劑盒，該試劑盒含有試劑和根據(jù)本發(fā)明的方法使用所述試劑的說明書。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述試劑盒含有一種或多種試劑和使用所述試劑的說明書，以根據(jù)操作方法進(jìn)行一組肝細(xì)胞的測試，所述方法包括以測試物質(zhì)或參比物質(zhì)培育一組肝細(xì)胞；獲得所述組內(nèi)的肝細(xì)胞的圖像；分析所述圖像以測量或檢測只是細(xì)胞功能類別的生物標(biāo)記；以及產(chǎn)生含有至少5種、6種、7種、8種、9種、10種或更多的所述生物標(biāo)記的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。所述試劑盒還包括將測試物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜與具有已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較的說明書。所述試劑可以包括肝細(xì)胞或經(jīng)處理具有肝細(xì)胞功能的細(xì)胞(在液氮中保存)、一種或多種熒光或冷光標(biāo)記、實(shí)驗(yàn)室器皿例如多孔平板、培養(yǎng)基等等。此外，所述試劑盒可以包括具有已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫(例如在電子儲(chǔ)存介質(zhì)上)。作為試劑盒的實(shí)例，在表5、6和7中描述的所有的試劑可以以合適的量包裝，用以制備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)目的測試平板，例如實(shí)施例1所述的處理16個(gè)化合物所需的6個(gè)平板。所述試劑盒通常包括如實(shí)施例1所述的用于樣品制備的方法，以及任選的具有已知細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的參比數(shù)據(jù)值。該數(shù)據(jù)可以以電子形式在內(nèi)含的CD或DVD盤中或其它數(shù)據(jù)儲(chǔ)存介質(zhì)中提供，以及通過網(wǎng)絡(luò)登錄化合物譜的集中數(shù)據(jù)庫。此類試劑組合和方法的選擇、測試和驗(yàn)證需要有效的努力以避免干擾并確?？煽啃?，因此得到難于再工程化的獨(dú)特的試劑和方法的組合，并且可以進(jìn)行在細(xì)胞活性建譜中使用的多重?cái)?shù)據(jù)的采集。實(shí)施例1該實(shí)施例證明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，其中，使用一組測試功能類別以建立產(chǎn)生肝細(xì)胞毒性的物質(zhì)的譜。要進(jìn)行毒性測試的所述功能類別包括脅迫途徑、線粒體功能、細(xì)胞周期階段、形態(tài)學(xué)改變、凋亡、核的改變、磷脂質(zhì)化和過氧化物酶體增殖。在一個(gè)實(shí)施方式中，要進(jìn)行毒性測試的所述功能類別選自由線粒體功能、凋亡、核的改變、磷脂質(zhì)化、脂肪變性和DNA損傷所組成的組中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，至少一種要進(jìn)行毒性測試的所述功能類別為磷脂質(zhì)化或脂肪變性。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，至少兩種功能類別要進(jìn)行毒性測試，其中至少一種功能類別為磷脂質(zhì)化或脂肪變性。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，至少三種功能類別要進(jìn)行毒性測試，其中至少一種功能類別為磷脂質(zhì)化或脂肪變性。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，至少四種、五種、六種或更多的功能類別要進(jìn)行毒性測試，其中至少一種功能類別為磷脂質(zhì)化或脂肪變性?？梢愿鶕?jù)本發(fā)明的方法測試某些特征，以產(chǎn)生知識(shí)庫或?qū)Υ嬖谟谙率霰?和圖6中的測試化合物進(jìn)行測試。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>在這些測試功能類別中，選擇一種或多種測試，用以檢測作為在該測試功能類別中響應(yīng)的指示的一種或多種生物標(biāo)記。可以使用本發(fā)明的方法來驗(yàn)證另外的測試和功能類別，這些測試和功能類別可以添加到譜中以改進(jìn)本發(fā)明的特定實(shí)施方式的敏感性、特異性或應(yīng)用范圍?！獋€(gè)實(shí)施方式使用來自這些功能類別中的一套測試。這些測試首先用于建立預(yù)測的毒物學(xué)知識(shí)庫，然后用以產(chǎn)生測試化合物的譜，將該測試化合物的譜與所述知識(shí)庫中的類別相比較，由此預(yù)測所述測試物質(zhì)的毒性作用。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式使用圖6中列出的所有測試，以產(chǎn)生更廣泛的譜，然后使用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法(例如主要組分分析)以鑒定對于選定的毒物學(xué)參數(shù)譜具有最高預(yù)測能力的特征。用于測試這些細(xì)胞功能類別和特征的試劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，并且是可商購的。實(shí)例在表2中列出。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>該實(shí)施例涉及多個(gè)細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)毒性HCS譜。該實(shí)施例描述肝細(xì)胞毒性譜的性能，設(shè)計(jì)為使用表3和4A中顯示的兩種平板測試來檢測8個(gè)細(xì)胞功能作為細(xì)胞毒性參數(shù)。新的另外肝細(xì)胞特征在表4B中顯示。該實(shí)施例還證明了如何分析和解釋獲得的響應(yīng)數(shù)據(jù)。測試和試劑特異性所述肝細(xì)胞毒性譜平板1含有如表5所示的標(biāo)記和特征，所述肝細(xì)胞毒性譜平板2含有如表6所示的標(biāo)記和特征。細(xì)胞毒性譜平板1的特異性細(xì)胞生理學(xué)試劑的抗體和熒光指示劑在表5中列出，而細(xì)胞毒性譜平板2的特異性細(xì)胞生理學(xué)試劑的抗體和熒光指示劑在表6中列出。最后，細(xì)胞毒性譜平板1和2的特異性測試緩沖液在表7中列出。表3CellCipher肝細(xì)胞毒性譜多孔平板1<table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>為建立肝細(xì)胞毒性譜，使用可以在多數(shù)HCS讀出器上使用的適合高數(shù)量孔的光學(xué)薄底384孔微量滴定平板。Falon#3962平板或Greiner#781091平板具有最大的表面積，適合用于HCS。這些微量滴定平板以膠原I包被，通過以溶于1:IOOO冰醋酸(SigmaA6283)中的濃度為0.25mg/ml的膠原I(SigmaC9791)清洗所述微量滴定平板，并將這些平板在無菌操作臺(tái)中空氣干燥，產(chǎn)生最適附著物質(zhì)并分散H印G235肝細(xì)胞。將溶解的膠原I加入到干燥的384孔微量滴定平板(16iU/孔)，將所述平板在室溫下培育5分鐘，然后振掉孔中的溶液，將所述微量滴定平板在無菌操作臺(tái)中空氣干燥。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分離方法，從合適大小的雄性大鼠分離肝細(xì)胞到鋪種培養(yǎng)基中。在384微量滴定平板中，以10000個(gè)肝細(xì)胞/孔的密度鋪種肝細(xì)胞。裝滿各微量滴定平板以后，將平板置于穩(wěn)定工作臺(tái)上靜置30分鐘。在室溫下靜置30分鐘后，將所述微量滴定平板置于37°C、5%C02培養(yǎng)箱中。另外附著3-4小時(shí)以后，傾瀉鋪種培養(yǎng)基，換為無血清培養(yǎng)基?；衔锏闹苽浜透渭?xì)胞的處理標(biāo)準(zhǔn)化合物以如下濃度在DMSO(SigmaD8418)中制備CCCP-SigmaC275920mM;衣霉素(Tunicaymcin)-SigmaT789，10mM;氯喹(Chloroquine)-SigmaC662633.3mM;和布比卡因(bupivacaine)-SigmaB5274，16mM。測試化合物在DMSO中制備成濃度高達(dá)50mM，并儲(chǔ)存于_20°C。在進(jìn)一步以含有酚紅的HBSS稀釋之前，所有化合物以匿S0稀釋。所述標(biāo)準(zhǔn)化合物的最大終濃度如下布比卡因(Bupivicaine)-160iiM(每3個(gè)平板200ii1的5X溶液[50iiM]);氯喹(Chloroquine)-333iiM(每3個(gè)平板200ii1的5X溶液[50iiM]);CCCP-200iiM(每3個(gè)平板200的5X溶液[50yM]);以及衣霉素(tunicamycin)-150iiM(每3個(gè)平板200ii1的5X溶液[50iiM])。各化合物進(jìn)行10個(gè)點(diǎn)的稀釋，每步輕微地稀釋多于3倍(10的平方根)。通過轉(zhuǎn)移lOiU的5X化合物儲(chǔ)存液來添加化合物。對于所有條件，在添加化合物后，各孔使用終濃度為1X的DMS0(總體積50ii1)。在固定前以MitoTracker紅標(biāo)記肝細(xì)胞毒性譜多孔平板2首先，在溫?zé)崤囵B(yǎng)基中制備400nM的MitoTracker紅儲(chǔ)存溶液。向微量平板的各孔中加入50iU的2XMitotracker紅溶液，使終濃度為200nM。在進(jìn)行細(xì)胞固定步驟之前，將所述微量平板在37°C、C02培養(yǎng)箱中培育45分鐘。在固定前以紅色標(biāo)記肝細(xì)胞毒性譜多孔平板3在溫?zé)崤囵B(yǎng)基中制備42iiM的Lysotracker紅儲(chǔ)存溶液。向微量平板的各孔中加入50iU的2XLysotracker紅溶液，使終濃度為1yM。在進(jìn)行細(xì)胞固定步驟之前，將所述微量平板在37°C、C02培養(yǎng)箱中培育45分鐘。Mitotracker紅平板細(xì)胞固定方法制備含有溶于含酚紅的HBSS中的濃度為7.2%的甲醛(Sigma252549，36%儲(chǔ)存液)的2X固定液。向微量平板的各孔中加入50iU的固定液。在以HBSS(100iU/孔)清洗之前，將所述微量平板在室溫下培育30分鐘，清洗后立即除去HBSS。Lysotracker紅平板細(xì)胞固定方法制備含有溶于含酚紅的HBSS中的濃度為3.6%的甲醛(Sigma252549，36%儲(chǔ)存液)的1X固定液。將Lysotracker紅平板從培養(yǎng)箱中取出并傾瀉。向微量平板的各孔中加入50iU的固定液。在以HBSS(100iU/孔)清洗之前，將所述微量平板在室溫下培育30分鐘，清洗后立即除去HBSS。細(xì)胞透化和標(biāo)記方法通過以O(shè).5%(v/v)TritonX-100(SigmaT9284)(16yl/孔)在室溫下培育5分鐘來透化肝細(xì)胞。以HBSS(100iU/孔)清洗所述微量平板，清洗后立即除去HBSS。將多孔平板1中的肝細(xì)胞以表3中所列的第一抗體試劑在室溫下培育1小時(shí)(20yl/孔)。將多孔平板2中的肝細(xì)胞以表4中所列的lipidtox深紅試劑在室溫下培育1小時(shí)(301/孔)。以HBSS(100iU/孔)清洗所述微量平板，清洗后立即除去HBSS。將多孔平板1中的肝細(xì)胞以表3中所列的第二抗體試劑和Hoechst33342在室溫下培育1小時(shí)(10yl/孔)。將多孔平板2中的肝細(xì)胞以HBSS(50iU/孔)清洗一次，并將清洗液留在孔中。然后將所述平板密封用于HCS分析。CellCipher肝細(xì)胞毒性譜多孔平板的示例性標(biāo)準(zhǔn)平板設(shè)置在圖7中描述了多孔平板1和2的示例性標(biāo)準(zhǔn)平板設(shè)置。含有24個(gè)匿S0對照的各微量平板分布在角落。各微量平板含有以10個(gè)點(diǎn)濃度系列的2個(gè)雙重復(fù)對照。各微量平板還含有以10個(gè)點(diǎn)濃度系列的16個(gè)雙重復(fù)測試物。平板讀數(shù)使用CellomicsBioApplication軟件結(jié)合Cellomics儲(chǔ)存數(shù)據(jù)庫，以ArrayScan⑧HCS讀出器來獲得制備的微量平板或載玻片的細(xì)胞圖像。也可以使用其它HCS讀出器和應(yīng)用程序以及其它顯微鏡成像系統(tǒng)結(jié)合相同或任選的圖像分析包，來進(jìn)行數(shù)據(jù)的獲得和特征的提取。簡言之，使用儀器掃描各樣品或微量平板孔的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)視野，對各平板上的各光學(xué)視野集中4個(gè)熒光通道。算法封裝在CellomicsBioA卯lication軟件中的算法可以產(chǎn)生各細(xì)胞核各平板的各孔的多數(shù)目的特征值。生物標(biāo)記的實(shí)例包括亞細(xì)胞物的總強(qiáng)度和平均強(qiáng)度、空間特征，例如面積的周長和長寬比、以及光學(xué)視野中各細(xì)胞的定位?？滋卣髟诳字袡z測的肝細(xì)胞的整個(gè)群體上平均或累加，包括細(xì)胞計(jì)數(shù)、平均核大小、平均核強(qiáng)度、總核強(qiáng)度、平均細(xì)胞質(zhì)/核比例以及這些平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。由于添加的化學(xué)化合物對肝細(xì)胞與基質(zhì)的附著的作用，每孔檢測的肝細(xì)胞的總數(shù)典型地在100-1500個(gè)范圍內(nèi)，這依賴于細(xì)胞響應(yīng)的不均一性和測試的敏感性。使用測試輸出參數(shù)在2個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測表1和2中顯示的肝細(xì)胞毒性參數(shù)，所述時(shí)間點(diǎn)為急性(30分鐘)和早期(24小時(shí))。例如，為了計(jì)算核形態(tài)的改變，使用各細(xì)胞的平均核強(qiáng)度值。使用以c-jun特異性抗體標(biāo)記的肝細(xì)胞的平均核強(qiáng)度來獲得c-jim磷酸化的檢測。用于提取生物學(xué)功能的信息的圖像特征在表3、表4A和表4B中列出。圖像和細(xì)胞分析領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解有多種容易獲得的此類算法，以及有多種此類細(xì)胞處理適用于基于圖像的肝細(xì)胞分析以檢測細(xì)胞功能。響應(yīng)值的定量為了定量在以參比或測試分子處理的肝細(xì)胞群體中誘導(dǎo)細(xì)胞響應(yīng)的整體改變，使用匹配分析的非參數(shù)Kolmogorov-Smirnov(KS)goodness(KS值)，將孔中各細(xì)胞參數(shù)的細(xì)胞響應(yīng)分布與僅含有DMS0的對照孔相比較(Giulianoetal.，AssayDrugDevTechnol2005;3(5):501-14)。所述KS分析對各孔產(chǎn)生單個(gè)值，因此對各濃度產(chǎn)生單個(gè)值。使用Xlfit(IDBS，Guildford,UK)將劑量響應(yīng)數(shù)據(jù)擬合于4個(gè)參數(shù)對數(shù)模型。對于全部濃度系27列的AC50值轉(zhuǎn)換成對數(shù)(1og[IC50)。圖8A和圖8B中顯示了CCCP和紫杉醇的劑量響應(yīng)曲線擬合的實(shí)例?；衔镯憫?yīng)的聚類和分類圖9為H印G2細(xì)胞中測試化合物的響應(yīng)值的熱學(xué)圖譜，但是化合物響應(yīng)的聚類和分類可以適用于肝細(xì)胞。水平軸為化合物的名稱，垂直軸為檢測的特征。所述檢測的特征為2組。早期毒性評估在24小時(shí)進(jìn)行，長期毒性為暴露48小時(shí)。灰色的水平表示AC50濃度，上方的白色為mM，中間灰色為PM，下方的黑色為nM。使用標(biāo)準(zhǔn)歐幾里得距離度量進(jìn)行化合物聚類。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解也可以使用多種其它的度量。聚類圖頂部的高度表示譜間的相似程度，而較短的分支表示所述譜更為相似。由矩形A-C表示化合物的3個(gè)聚類。矩形A中的3個(gè)化合物在任意測試中均沒有活性，由此具有特別高的相似度。聚類B中的2個(gè)化合物米法斯丁(mevastatin)和洛伐他汀(lovastatin)在多種測試中具有中度活性(在PM范圍)，在測試中具有非常相似的活性譜，且事實(shí)上具有非常形似的化學(xué)結(jié)構(gòu)。聚類C中的5個(gè)化合物在多種測試中具有高度活性(在nM范圍)，它們的譜具有不同程度的相似度。甚至在這樣小的數(shù)據(jù)組中，也可以使用化合物細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的聚類，以鑒定化學(xué)上相似以及生物學(xué)上相似的化合物。除了多種聚類分析的方法，數(shù)據(jù)挖掘(data-mining)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解也可以應(yīng)用其它統(tǒng)計(jì)學(xué)方法來發(fā)現(xiàn)多維數(shù)據(jù)組中的此類關(guān)系。圖io表明相同數(shù)據(jù)組的主要組分(PC)圖。主要組分分析(PCA)是本領(lǐng)域內(nèi)公知的，得到一組正交組分中數(shù)據(jù)的線性圖譜，以使方差(variance)最大。圖中間的大的聚類為差異極小或沒有差異的化合物。然而，有2個(gè)重要的化合物的聚類(圖10中的A和B)，與測試物清楚地區(qū)分，但是對于開始的2個(gè)PCs彼此相似。還有2個(gè)化合物(圖10中的C和D)對于開始的2個(gè)PCs在該組中是獨(dú)特的。在該圖中還有幾個(gè)其它化合物是可清楚區(qū)分的。第一個(gè)PC的負(fù)荷(loadings)分析表明多種不同測試特征對PC中的方差的貢獻(xiàn)幾乎相等。10個(gè)最顯著的測試是長期氧化脅迫、染色質(zhì)濃縮、脅迫激酶的激活、細(xì)胞缺失、DNA修復(fù)活性、核的大小、以及早期脅迫激酶的激活、氧化脅迫、核的大小和細(xì)胞缺失。這些特征的PC負(fù)荷范圍在O.22-0.3，表明所有特征顯著地貢獻(xiàn)于通過該譜區(qū)分化合物。其它PCs的負(fù)荷分析表明即使在這樣小的庫中，多數(shù)測試特征顯著地貢獻(xiàn)于區(qū)分這些化合物作用的細(xì)胞模式。結(jié)論是該譜的測試寬度為比較化合物活性和堅(jiān)定作用的常規(guī)模式提供了重要的工具。這些急性分析也可以應(yīng)用于肝細(xì)胞篩選。覆蓋培養(yǎng)的材料與方法肝細(xì)胞覆蓋3D細(xì)胞培養(yǎng)是本領(lǐng)域公知的(例如見Ngetal.，〃ImprovedH印atocyteExcretoryFunctionbyImmediatePresentationofPolarityCues〃TissueEngineering,2006，12(8):2181—2191，禾PRichertetal.，〃Evaluationoftheeffectofcultureconfigurationonmorphology,survivaltime,antioxidantstatusandmetaboliccapacitiesofculturedrath印atocytes"ToxicolInVitro，2002;16(1):89-99)。簡言之，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)分離方法，從合適大小的雄性大鼠分離肝細(xì)胞到鋪種培養(yǎng)基中。在384孔微量滴定平板中以16000-18000個(gè)肝細(xì)胞/孔德密度鋪種肝細(xì)胞。裝滿各微量滴定平板以后，將平板置于穩(wěn)定工作臺(tái)上靜置30分鐘。在室溫下靜置30分鐘后，將所述微量滴定平板置于37°C、5%C02培養(yǎng)箱中。另外附著3-8小時(shí)后，將所述平板置于冰上10分鐘而短暫冷卻到10_15°C。傾瀉掉鋪種培養(yǎng)基，換為10iU的冷卻到4t:的50X基質(zhì)膠培養(yǎng)基。再將平板置于冰上5分鐘，然后在冷卻到l(TC的離心機(jī)中以50g離心1分鐘。離心后，將平板于37°C、5%C02培養(yǎng)箱中放置1小時(shí)，以使凝膠覆蓋(凝固)。凝固后，加入40iU肝細(xì)胞的細(xì)胞培養(yǎng)基。將平板培育48小時(shí)，然后在已存在的培養(yǎng)基頂部再另外添加401肝細(xì)胞培養(yǎng)基。將平板再培育48-72小時(shí)。化合物制備和肝細(xì)胞的處理曲格列酮(Troglitazone)、氯丙嗪(chlorpromazine)對照以如下濃度在DMSO(SigmaD8418)中制備曲格列酮lOmM，氯丙嗪10mM。在以含有酚紅的HBSS進(jìn)一步稀釋之前，所有化合物以匿S0稀釋。標(biāo)準(zhǔn)化合物的最大終濃度如下曲格列酮lOOi!M，氯丙嗪100i!M。各化合進(jìn)行10個(gè)點(diǎn)的稀釋，每步輕微地稀釋多于3倍(IO的平方根)。通過轉(zhuǎn)移10iU的5X化合物儲(chǔ)存液來添加化合物。對于所有條件，在添加化合物之后，各孔使用終濃度為1%的DMSO(總體積50ill)。圖11A-11C的材料和方法通過多種公開的和標(biāo)準(zhǔn)的方法確定細(xì)胞色素P4503A4的活性水平。例如見PromegaP450_Glo3A4發(fā)光完整細(xì)胞測試試劑盒。簡言之，在膠原1包被的24孔平板中，以每2501培養(yǎng)基100000個(gè)細(xì)胞的密度鋪種肝細(xì)胞。在選定孔中加入連接熒光素的CypP4503A底物試劑，并培育3小時(shí)。3小時(shí)后去除一部分培養(yǎng)基，以發(fā)光測試釋放到培養(yǎng)基中的熒光素。以相同的方式測試其它肝細(xì)胞的孔，不同的是在附著和培育3小時(shí)、16小時(shí)、24小時(shí)或48小時(shí)之后。在一個(gè)實(shí)施方式中，在附著3小時(shí)或16小時(shí)后向所述肝細(xì)胞加入雙氯芬酸，并使雙氯芬酸保留在肝細(xì)胞溶液中24小時(shí)。經(jīng)藥物暴露階段后，固定肝細(xì)胞病進(jìn)行核染色和圖11A-11C所示的VTI圖像數(shù)據(jù)采集。在圖11A-11C中證明了在分離的大鼠肝細(xì)胞中依賴于代謝的毒性。圖IIA為顯示肝細(xì)胞代謝能力隨時(shí)間降低的圖。鋪種后3小時(shí)，細(xì)胞色素P450代謝約為新鮮分離的細(xì)胞的水平的70%，而在16小時(shí)或24小時(shí)后分別降為30%和20%。圖IIB為表明產(chǎn)生明顯的細(xì)胞毒性需要來自雙氯芬酸代謝的毒性產(chǎn)物的圖，并且證明了在24小時(shí)和48小時(shí)劑量依賴和時(shí)間依賴的細(xì)胞缺失。然而，暴露于缺乏代謝能力的細(xì)胞系(H印G2細(xì)胞)72小時(shí)后，沒有明顯的毒性。圖IIC為表明在肝細(xì)胞中將化合物定時(shí)暴露于代謝活動(dòng)的重要性的圖。當(dāng)以雙氯芬酸處理肝細(xì)胞16小時(shí)后，與處理3小時(shí)相比毒性降低。鋪蓋培養(yǎng)的肝細(xì)胞毒性譜多孔平板3的標(biāo)記以Hoechst覆蓋培養(yǎng)1.5小時(shí)，然后加入賦形劑或化合物進(jìn)行30分鐘的藥物處理。以10X的濃度制備CMFDA，(40yM，在HBSS中)，并添加到終濃度為4yM。覆蓋培養(yǎng)另外的20-30分鐘，然后在不固定的情況下成像。圖12A-12C表明在覆蓋培養(yǎng)4天后，肝細(xì)胞恢復(fù)極性膽小管運(yùn)輸功能。圖12A為證明在對照細(xì)胞中的正常運(yùn)輸?shù)膱D像，在鄰近的肝細(xì)胞之間形成的膽小管空間中顯示增強(qiáng)的熒光。圖12B為顯示化合物(例如曲格列酮)抑制正常運(yùn)輸功能的圖像，膽小管空間中的熒光減少。圖12C為用圖像分析處理定量熒光染料的運(yùn)輸?shù)膱D，通過將鄰近的肝細(xì)胞之間的熒光的強(qiáng)度或面積分別用總的肝細(xì)胞強(qiáng)度或面積進(jìn)行均一化(normalizing)。除非此處特別指出或在文中清楚地反對，在本發(fā)明的說明書(尤其在權(quán)利要求)中使用的術(shù)語"一個(gè)"和"一種"和相似的術(shù)語，可以解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)形式。除非另外說明，術(shù)語"包含""具有""包括"和"含有"應(yīng)當(dāng)理解為開放式術(shù)語(即指"包括，但不限于")。除非另外說明，此處的數(shù)值范圍的描述僅預(yù)期作為單獨(dú)指該范圍內(nèi)的各分離值的快速方法，且正如此處單獨(dú)引用的，在說明書中引入了各分離的值。除非此處特別指出或在文中清楚地反對，此處描述的所有方法可以以任意合適的規(guī)則進(jìn)行。除非另外要求，此處提供的任意和所有實(shí)例、或示例性語言(如"例如")僅預(yù)期更好的說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。說明書中的語言不應(yīng)解釋為表明對本發(fā)明的實(shí)踐很重要的任意的非權(quán)利要求元素。此處描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，包括本發(fā)明人已知的進(jìn)行本發(fā)明的最佳方式。通過閱讀前述說明書，那些優(yōu)選實(shí)施方式的變更對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。本發(fā)明人預(yù)期技術(shù)人員可以適當(dāng)?shù)厥褂么祟愖兏?，并且本發(fā)明人預(yù)計(jì)本發(fā)明可以以除此處特定描述的方式被實(shí)踐。因此，本發(fā)明包括所有適用法律所允許的附加權(quán)利要求中所引用的主題的修飾和等同物。而且，除非此處特別指出或在文中清楚地反對，本發(fā)明包括上述元素以其所有可能變體的任意組合。本申請引用了國際申請PCT/US2007/011865(公開號(hào)為W02007/136724);PCT/US2007/012406(公開號(hào)為W02007/139895);PCT/US2007/023678(公開號(hào)為W02008/060483);PCT/US2007/01217(公開號(hào)為W02008/018905);PCT/US2005/027919(公開號(hào)為W02006/017751);PCT/US2008/003401;以及美國臨時(shí)專利申請No.60/759，476(申請日為2006年1月17日)和美國臨時(shí)專利申請No.60/846，006(申請日為2006年9月20日)作為參考。此處引用的所有參考文獻(xiàn)，包括公開出版物、專利申請和專利，正如各參考文獻(xiàn)單獨(dú)地和特異地引用作為參考和以其整體引用一樣，各參考文獻(xiàn)在此以相同的范圍引用作為參考。本發(fā)明參考實(shí)例實(shí)施方式來特定地顯示和描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在不背離本發(fā)明所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可以對本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行多種改變。30權(quán)利要求一種預(yù)測測試物質(zhì)對肝細(xì)胞的生物學(xué)系統(tǒng)作用的方法，其中，該方法包括a)將含有代謝活性的細(xì)胞色素P450的肝細(xì)胞與所述測試物質(zhì)接觸；b)檢測至少兩種細(xì)胞功能類別中的6種或更多種細(xì)胞特征，其中，至少一種細(xì)胞功能類別為磷脂質(zhì)化或脂肪變性，由此產(chǎn)生與所述測試物質(zhì)接觸的所述肝細(xì)胞的響應(yīng)譜；以及c)將與所述測試物質(zhì)接觸的所述肝細(xì)胞的響應(yīng)譜與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，該數(shù)據(jù)庫包括對肝細(xì)胞具有已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的一種或多種物質(zhì)的響應(yīng)譜，其中，當(dāng)與所述測試物質(zhì)接觸的所述肝細(xì)胞的響應(yīng)譜與所述數(shù)據(jù)庫中的響應(yīng)譜相同或相似時(shí)，則預(yù)測所述測試物質(zhì)與所述數(shù)據(jù)庫中對肝細(xì)胞產(chǎn)生已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的物質(zhì)具有相同或相似的生物學(xué)系統(tǒng)作用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用為毒性生物學(xué)系統(tǒng)作用。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述肝細(xì)胞為原代肝細(xì)胞、干細(xì)胞衍生的肝細(xì)胞、肝臟切片中的肝細(xì)胞、外植培養(yǎng)的肝細(xì)胞或肝細(xì)胞衍生的細(xì)胞系。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述肝細(xì)胞以一套熒光標(biāo)記試劑所標(biāo)記，其中各熒光標(biāo)記試劑對生物標(biāo)記是特異性的，所述一套熒光標(biāo)記試劑檢測至少5種不同的生物標(biāo)記，并且所述生物標(biāo)記的檢測是讀取一種或多種特征。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述肝細(xì)胞表達(dá)一種或多種熒光的或發(fā)冷光的報(bào)告子。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種熒光的或發(fā)冷光的報(bào)告子被引入到所述肝細(xì)胞中。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述肝細(xì)胞是混合的細(xì)胞類型的群體。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，至少一種細(xì)胞特征指示至少一種細(xì)胞功能類別，該細(xì)胞功能類別選自由細(xì)胞增殖、脅迫途徑、氧化脅迫、脅迫激酶激活、DNA損傷、脂類代謝、糖類調(diào)節(jié)、包括I階段和II階段反應(yīng)在內(nèi)的代謝激活、細(xì)胞色素P-450的誘導(dǎo)或抑制、氨去毒作用、線粒體功能、過氧化物酶體增殖、細(xì)胞器功能、細(xì)胞周期狀態(tài)、形態(tài)、凋亡、DNA損傷、代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分化、細(xì)胞_細(xì)胞相互作用和細(xì)胞與非細(xì)胞區(qū)室的相互作用所組成的組中。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述細(xì)胞增殖的所述至少一種細(xì)胞特征選自由核計(jì)數(shù)、細(xì)胞計(jì)數(shù)、總細(xì)胞量、總DNA、細(xì)胞周期調(diào)控蛋白的磷酸化狀態(tài)、以及涉及細(xì)胞生長或分裂的任意的蛋白質(zhì)翻譯后修飾狀態(tài)所組成的組中。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述脅迫途徑激活的所述至少一種細(xì)胞特征為選自NRF2、NF-kB、Pl、ATF2、MSK1、CREB和NFAT中的轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄因子激活，或者為p38、JNK、ERK、RSK90和MEK的激酶激活，或者為它們的組合。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述細(xì)胞器功能的所述至少一種細(xì)胞特征選自由細(xì)胞骨架組建、線粒體的量、線粒體膜電位、過氧化物酶體的量、熒光的過氧化物酶體特異性底物的攝入、過氧化物酶體蛋白PMP70的增加、ALD的增加、溶酶體的量、熒光的溶酶體特異性底物的攝入、溶酶體蛋白LAMP1染色的增加、高爾基體的組建、以及原生質(zhì)膜滲透性所組成的組中。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述細(xì)胞周期狀態(tài)的所述至少一種細(xì)胞特征選自由DNA含量、組蛋白H3的磷酸化狀態(tài)、Rb的磷酸化狀態(tài)、細(xì)胞周期蛋白Bl(CDK1)的生物合成、細(xì)胞周期蛋白D1(CDK4、6)的生物合成、和細(xì)胞周期蛋白E(CDK2)的生物合成所組成的組中。13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述形態(tài)的所述至少一種細(xì)胞特征選自由運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞伸展、粘著、起泡、空泡化、邊緣波動(dòng)和集落形成所組成的組中。14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述凋亡的所述至少一種細(xì)胞特征選自由核的大小和形狀、DNA含量和降解、谷胱甘肽含量、反應(yīng)性氧的檢測、細(xì)胞色素C的釋放、半胱天冬酶的激活、磷脂酰基的表達(dá)和Bax的易位所組成的組中。15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述代謝的所述至少一種細(xì)胞特征選自由cAMP濃度、P-糖蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)泵的活性和CYP450的誘導(dǎo)/抑制所組成的組中。16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的所述至少一種細(xì)胞特征選自由Ca++離子濃度和pH所組成的組中。17.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述細(xì)胞分化的所述至少一種細(xì)胞特征選自由組織特異性分化標(biāo)記的表達(dá)和組織特異性分化的形態(tài)所組成的組中。18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，指示所述細(xì)胞_細(xì)胞相互作用或細(xì)胞與非細(xì)胞的相互作用的所述至少一種細(xì)胞特征選自由細(xì)胞_細(xì)胞界面的緊密連接蛋白的濃度、細(xì)胞-細(xì)胞通訊、細(xì)胞-非細(xì)胞通訊、以及從細(xì)胞向小管的細(xì)胞內(nèi)空間的材料轉(zhuǎn)移所組成的組中。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，至少一種細(xì)胞特征為細(xì)胞缺失、DNA降解、細(xì)胞周期阻滯、核的大小、組蛋白H2A.X的磷酸化水平、c-jun的磷酸化水平、p53的激活、GADD153的誘導(dǎo)、甘油三酯累積的增加或減少、1階段代謝、11階段代謝、細(xì)胞色素P-450酶的活性、白蛋白的合成或白蛋白的釋放。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述6種或更多種細(xì)胞特征中的至少一種通過成像來檢測。21.—種構(gòu)建與一種或多種參比物質(zhì)接觸的肝細(xì)胞的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫的方法，其中，該方法包括a)將含有代謝活性的細(xì)胞色素P450的肝細(xì)胞與第一參比物質(zhì)接觸；b)以一套熒光標(biāo)記試劑來標(biāo)記所述肝細(xì)胞，由此產(chǎn)生一種或多種熒光標(biāo)記的肝細(xì)胞，其中各熒光標(biāo)記試劑對生物標(biāo)記是特異性的，所述一套熒光標(biāo)記試劑檢測至少5種不同的生物標(biāo)記，所述生物標(biāo)記的檢測提供一種或多種特征的讀出，并且其中至少一種特征與選自由磷脂質(zhì)化和脂肪變性所組成的組中的至少一種細(xì)胞功能類別相關(guān)；c)使用至少一種光學(xué)模式使一種或多種熒光標(biāo)記的肝細(xì)胞成像，其中所述成像產(chǎn)生數(shù)據(jù)組；d)對所述的5種或更多種生物標(biāo)記中的每一種生物標(biāo)記的一種或多種特征的數(shù)據(jù)組進(jìn)行分析，其中，所述5種或更多種生物標(biāo)記的特征的組合產(chǎn)生所述第一參比物質(zhì)對肝細(xì)胞的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜；以及e)任選地重復(fù)步驟a-f，以第二參比物質(zhì)或另外的參比物質(zhì)代替所述第一參比物質(zhì)，由此構(gòu)建與一種或多種參比物質(zhì)接觸的肝細(xì)胞的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，該方法還包括將所述第一參比物質(zhì)、第二參比物質(zhì)和/或另外的參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜與所述數(shù)據(jù)庫中對肝細(xì)胞具有已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)譜相比較，其中，當(dāng)與第一參比物質(zhì)、第二參比物質(zhì)和/或另外的參比物質(zhì)接觸的肝細(xì)胞的響應(yīng)譜與所述數(shù)據(jù)庫中的響應(yīng)譜相同或相似時(shí)，則預(yù)測所述第一參比物質(zhì)、第二參比物質(zhì)和/或另外的參比物質(zhì)與所述數(shù)據(jù)庫中對肝細(xì)胞產(chǎn)生已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的物質(zhì)具有相同或相似的生物學(xué)系統(tǒng)作用。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)組的分析包括聚類分析。24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述肝細(xì)胞與一系列不同濃度的參比物質(zhì)相接觸，并構(gòu)建各參比物質(zhì)濃度的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜。25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述一種或多種熒光標(biāo)記的肝細(xì)胞的成像在多于一個(gè)的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行，其中所述成像產(chǎn)生各時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)組。26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，由在各物質(zhì)濃度下的特征檢測結(jié)果構(gòu)建譜，包括a)使用柯爾莫哥洛夫_斯米爾諾夫值或平均值作為在各物質(zhì)濃度的各特征檢測結(jié)果的細(xì)胞群轉(zhuǎn)移的檢測值，來計(jì)算參數(shù)，以產(chǎn)生濃度系列的參數(shù)；b)使用4-參數(shù)對數(shù)擬合，對所述濃度系列的參數(shù)進(jìn)行擬合，從而產(chǎn)生擬合的數(shù)據(jù)；c)分析所述擬合的數(shù)據(jù)，以計(jì)算EC50值；d)將所述EC50值轉(zhuǎn)換為log值，作為化合物活性的檢測值；以及e)使用聚類分析，以鑒定譜之間的相似性以及細(xì)胞系統(tǒng)響應(yīng)之間的相關(guān)性。27.—種試劑盒，該試劑盒包括用于檢測至少兩個(gè)細(xì)胞功能類別中的6種或更多種細(xì)胞特征的一種或多種試劑，其中，至少一種細(xì)胞功能類別為磷脂質(zhì)化或脂肪變性，并且所述試劑盒還包括使用所述試劑來預(yù)測測試物質(zhì)對肝細(xì)胞的生物學(xué)系統(tǒng)作用的說明書。28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的試劑盒，該試劑盒還包括一套熒光標(biāo)記試劑，其中，各熒光標(biāo)記試劑對生物標(biāo)記是特異性的，所述一套熒光標(biāo)記試劑檢測至少5種不同的生物標(biāo)記，并且所述生物標(biāo)記的檢測為讀取一種或多種特征。29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的試劑盒，其中，該試劑盒還包括肝細(xì)胞響應(yīng)譜的數(shù)據(jù)庫。30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的試劑盒，其中，至少一種細(xì)胞特征指示至少一種細(xì)胞功能類別，該細(xì)胞功能類別選自由細(xì)胞增殖、脅迫途徑、氧化脅迫、脅迫激酶激活、DNA損傷、脂類代謝、糖類調(diào)節(jié)、包括I階段和II階段反應(yīng)在內(nèi)的代謝激活、細(xì)胞色素P-450的誘導(dǎo)或抑制、氨去毒作用、線粒體功能、過氧化物酶體增殖、細(xì)胞器功能、細(xì)胞周期狀態(tài)、形態(tài)、凋亡、DNA損傷、代謝、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分化、細(xì)胞_細(xì)胞相互作用和細(xì)胞與非細(xì)胞區(qū)室的相互作用所組成的組中。31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述細(xì)胞增殖的所述至少一種細(xì)胞特征選自由核計(jì)數(shù)、細(xì)胞計(jì)數(shù)、總細(xì)胞量、總DNA、細(xì)胞周期調(diào)控蛋白的磷酸化狀態(tài)、以及涉及細(xì)胞生長或分裂的任意蛋白質(zhì)的翻譯后修飾狀態(tài)所組成的組中。32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述脅迫途徑激活的所述至少一種細(xì)胞特征為選自NRF2、NF-kB、Pl、ATF2、MSK1、CREB和NFAT中的轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄因子激活，或者為p38、JNK、ERK、RSK90和MEK的激酶激活，或者為它們的組合。33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述細(xì)胞器功能的所述至少一種細(xì)胞特征選自由細(xì)胞骨架組建、線粒體的量、線粒體膜電位、過氧化物酶體的量、熒光的過氧化物酶體特異性底物的攝入、過氧化物酶體蛋白PMP70的增加、ALD的增加、溶酶體的量、熒光的溶酶體特異性底物的攝入、溶酶體蛋白LAMP1染色的增加、高爾基體的組建、以及原生質(zhì)膜滲透性所組成的組中。34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述細(xì)胞周期狀態(tài)的所述至少一種細(xì)胞特征選自由DNA含量、組蛋白H3的磷酸化狀態(tài)、Rb的磷酸化狀態(tài)、細(xì)胞周期蛋白B1(CDK1)的生物合成、細(xì)胞周期蛋白D1(CDK4、6)的生物合成、和細(xì)胞周期蛋白E(CDK2)的生物合成所組成的組中。35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述形態(tài)的所述至少一種細(xì)胞特征選自由運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞伸展、粘著、起泡、空泡化、邊緣波動(dòng)和集落形成所組成的組中。36.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述凋亡的至少一種細(xì)胞特征選自由核的大小和形狀、DNA含量和降解、谷胱甘肽含量、反應(yīng)性氧的檢測、細(xì)胞色素C的釋放、半胱天冬酶的激活、磷脂?；谋磉_(dá)和Bax的易位所組成的組中。37.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述代謝的所述至少一種細(xì)胞特征選自由cAMP濃度、P-糖蛋白、轉(zhuǎn)運(yùn)泵的活性和CYP450的誘導(dǎo)/抑制所組成的組中。38.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的所述至少一種細(xì)胞特征選自由Ca++離子濃度和pH所組成的組中。39.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述細(xì)胞分化的所述至少一種細(xì)胞特征選自由組織特異性分化標(biāo)記的表達(dá)和組織特異性分化的形態(tài)所組成的組中。40.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，指示所述細(xì)胞_細(xì)胞相互作用或細(xì)胞與非細(xì)胞的相互作用的至少一種細(xì)胞特征選自由細(xì)胞-細(xì)胞界面的緊密連接蛋白的濃度、細(xì)胞-細(xì)胞通訊、細(xì)胞-非細(xì)胞通訊、以及從細(xì)胞向小管的細(xì)胞內(nèi)空間的材料轉(zhuǎn)移所組成的組中。41.根據(jù)權(quán)利要求30所述的試劑盒，其中，至少一種細(xì)胞特征為細(xì)胞缺失、DNA降解、細(xì)胞周期阻滯、核的大小、組蛋白H2A.X的磷酸化水平、c-j皿的磷酸化水平、p53的激活、GADD153的誘導(dǎo)、甘油三酯累積的增加或減少、I階段代謝、II階段代謝、細(xì)胞色素P450酶的活性、白蛋白的合成或白蛋白的釋放。42.—種試劑盒，該試劑盒包括一套熒光標(biāo)記試劑和使用說明書，其中，各熒光標(biāo)記試劑對生物標(biāo)記是特異性的，其中所述一套熒光標(biāo)記試劑檢測至少5種不同的生物標(biāo)記，并且所述生物標(biāo)記的檢測提供一種或多種特征的讀取，其中至少一種特征指示選自由磷脂質(zhì)化和脂肪變性所組成的組中的至少一種細(xì)胞功能類別。全文摘要本發(fā)明的方法使用“系統(tǒng)生物學(xué)”方法來預(yù)測由暴露于測試物質(zhì)而導(dǎo)致的肝細(xì)胞毒性和其它的生物學(xué)肝細(xì)胞響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種預(yù)測測試物質(zhì)的肝細(xì)胞生物學(xué)系統(tǒng)作用的自動(dòng)化方法。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種構(gòu)建具有已知的生物學(xué)系統(tǒng)作用的參比物質(zhì)的細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜的知識(shí)庫(或數(shù)據(jù)庫)的方法。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于進(jìn)行建譜的一組方法和軟件工具。本發(fā)明的另外實(shí)施方式是一套試劑。在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了用于進(jìn)行建譜的一組方法和軟件工具。本發(fā)明的另外實(shí)施方式是用于產(chǎn)生細(xì)胞系統(tǒng)生物學(xué)響應(yīng)譜所需的一套試劑和方法，以產(chǎn)生知識(shí)庫、或用現(xiàn)存的知識(shí)庫和信息學(xué)軟件建立物質(zhì)生理學(xué)作用的譜。本發(fā)明的另外實(shí)施方式為生理學(xué)譜的數(shù)據(jù)庫。文檔編號(hào)G01N33/50GK101784895SQ200880103949公開日2010年7月21日申請日期2008年6月26日優(yōu)先權(quán)日2007年6月26日發(fā)明者D·L·泰勒,L·維爾內(nèi)帝,P·A·約翰斯頓,W·歐文申請人:協(xié)樂民公司