在发现一种潜在新药的过程中，最早期的阶段之一是将细胞暴露在相关化合物中，这一过程往往在实验室的培养皿中进行，并要用到显微镜来观察其效果。从事这项工作的生物学家会格外关注一些可能表明药物正在生效的特征。

例如，一组荧光标记的蛋白质，或分裂细胞数量的减少。这种方法乏味且耗时，而且经常失败，因为研究人员不确定该寻找什么或在细胞的哪部分寻找。

现在，一些人开始采用一种新的范式：测量一切，然后再问问题。这一想法推动了哈佛大学和麻省理工学院博德研究所的一个实验室，在那里，研究人员开发了一种新方法，可以生成关于细胞内部运作模式的信息库。

这种被称为“细胞绘画”的方法给几家制药公司的科学家留下了深刻的印象，以至于他们成立了一个名为 JUMP–Cell Painting 的联盟。他们汇集了各种资源，并利用该方法创建了一个巨大的数据集，并于 2022 年 11 月公开发布。

该联盟希望数据库能够帮助研究人员识别有潜力的化合物，并在动物或人身上测试之前更好地了解它们能做什么，以及它们可能产生的副作用，最终目的是加速药物的发现。

“细胞绘画”使用多达六种荧光染料来点亮细胞的主要成分，如细胞核和线粒体。显微镜可以捕捉各种带颜色的图像，软件则被用来测量形态学特征，如大小、形状、强度和纹理，随后会创建一个基于图像的样本轮廓。

计算生物学家安妮·卡彭特（Anne Carpenter）表示，这“几乎是管理起来最简单的成像分析”。她开发了这种方法，并与尚塔努·辛格（Shantanu Singh）共同领导了博德研究所的实验室。“我们的任务是选择绝对最便宜、最简单的染料。”

（来源：COURTESY OF JUMP-CELL PAINTING CONSORTIUM）

除了易于使用之外，“细胞绘画”的强大之处还在于其包含的大量数据。这个最新发布的数据库包含了细胞对 14 多万种扰动做出反应的图像——要么是药物治疗，要么是其他一些会导致基因变化的修饰。

利用这个数据集，卡彭特和她的一些同事发现了十几种化合物，这些化合物会影响到的结构，似乎与一种蔓延快速的肌肉癌症背后的关键基因有关。博德的研究人员没有将数百个样本进行多轮湿实验室实验，而是在几年前通过将基因名称输入数据库得出了药物列表。

“这是一种完全不同的方法，步骤少得多，成本也低得多。”在宾夕法尼亚大学研究这种特殊肌肉癌症的生物学家 T.S. 卡琳·艾辛格（T.S. Karin Eisinger）说。她的团队与卡彭特公司合作，在湿实验室测试中验证了这些化合物。这两位科学家正在成立一家公司，以进一步开发最有前途的候选者。其他的努力则更进一步：Recursion Pharmaceuticals 制药公司已经在卡彭特公司的帮助下启动了五项临床试验，以测试使用“细胞绘画”方法确定的候选药物。

作为新闻发布的一部分，JUMP-Cell Painting 联盟宣布，其成员正准备与华盛顿特区的健康与环境科学研究所合作，看看他们是否能将“细胞绘画”的结果与其他数据相结合，以预测药物和农用化学品的毒性。