生命科学中的技术往往会朝着两个方向发展,其一就是增加细胞特征分析数量,用以同时分析细胞的不同特点,其二就是增加分析的分辨率,从而提高观测精确水平。近几十年里,流式细胞技术的发展满足了这两个要求,精确分析单个细胞的多种特征,帮助科学家们了解复杂或多级细胞系统中的分子机理。
近期研究人员将流式细胞技术与质谱分析技术结合在一起,发展出了质谱流式细胞技术(mass cytometry),这种融合技术能在单细胞水平上同时分析超过40种细胞参数,极大的增加了流式细胞分析评估复杂细胞系统和过程的能力。5月5日Cell杂志发表“Mass Cytometry: Single Cells, Many Features”综述,介绍了质谱流式细胞技术目前的现状,相关的仪器,主要涉及的应用范围,以及数据分析方法,和未来的发展前景。
单细胞分析
在每年Nature Methods盘点的年度技术中,总是会出现单细胞或者单分子之类的技术,这是因为培养基或者机体中的细胞存在多样性,或者说是异质性,这为许多实验分析造成了障碍。可以说,随着现代生物学的发展,“平均值”这个词已经不能满足我们的需要了,我们要了解细胞之间的差异性,单细胞研究应运而生。
但是要进行单细胞分析困难重重,从技术上说也存在几个方面的问题。首先无论是针对一个特异性大分子,还是在OMIC水平上进行分子分析,都存在单细胞提取物数量少,难以分析的困难,这甚至可以说是不可能完成的,因此增加灵敏度势在必行。
质谱流式细胞技术
Mass Cytometry简单来说,就是利用质谱原理对单细胞进行多参数检测的流式技术。它继承了传统流式细胞仪的高速分析的特点,又具有质谱检测的高分辨能力,是流式细胞技术一个新的发展方向。
通常采用的荧光抗体标记细胞表面蛋白结合流式细胞术检测的方法,虽然能实现细胞分选,但只能够同时识别6-10种不同颜色的荧光,且还需尽量避免发生荧光重叠。而这项研究通过这个可以称为大量细胞计数法的方法,观察了人类骨髓产生的不同形态细胞中及表面的34种物质,不但能正确归类10多种不同类型的免疫细胞,还能观察到各类免疫细胞的内部变化,从而预知可能发生的变化。这将有助于更快更广泛的测量处方药对人体细胞的反应及功效,提前发现细胞病变,研发出针对个人的治疗药物。
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