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细胞功能学检测

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细胞功能学检测相关的资讯

  • 王小波博士谈:流式细胞术对细胞分型和功能的检测
    Innovations in Pharmaceutical Technology (IPT) 最近对话安捷伦公司的王小波博士,其中谈到了推动流式细胞术发展的需求,以及该技术未来可能的发展方向。 IPT:在过去十年中,流式细胞仪的应用是如何发展的?流式细胞术是一种强大的技术,用于定量检测悬浮液中单个细胞和其他颗粒的物理和化学特征,速度可达每秒数千个细胞。细胞通常被不同靶蛋白的荧光标记抗体标记,从而能够同时对单个细胞的多种胞外或胞内蛋白质进行多重给检测与分析。由于细胞正在被应用于如免疫疗法、细胞和基因疗法等疾病治疗的研究,因此流式细胞术提供的数据就变得越来越重要。当然,它也可用于分子生物学、细菌学、病毒学、癌症研究和传染病的监测。在过去的十年里,使用流式细胞仪的人变得越来越多,而如今,许多生物学实验室都在使用流式细胞仪。重要的是,该技术的革新使其变得更易于使用且更具性价比。因此,流式细胞仪逐渐成为许多公司的最大收入来源。IPT:哪些应用领域目前正处于增长阶段?流式细胞仪传统上应用于免疫学—也即是我们通常所说的对免疫细胞如淋巴细胞的研究。例如,它已被用于免疫表型分析:根据细胞表面的抗原或标记物使用对应抗体来识别细胞的过程,以分类和了解不同类型的免疫细胞。如今,流式细胞仪的应用在涉及药物开发的细胞功能检测中也很常见,如细胞增殖、细胞活化、细胞信号、细胞凋亡和细胞毒性等。例如,流式细胞仪可用于检测共培养实验中免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤。目前,流式细胞术在生物研究所涵盖的广泛领域有着丰富的应用。IPT:流式细胞术的使用是否还存在障碍?随着实验室拥有比以往更多的分析仪器,情况正在改善。设计实验、准备样品和运行流式细胞仪检测需要时间,特别是当科学家想要运行不同类型的检测时。此外,实验室想开展多色实验设计也很常见,其中20或30个荧光标记是正常的。因此,需要大量的时间和资源来进行数据分析,以获得实验结果中的生物学见解。好消息是,随着流式细胞仪的自动化程度越来越高,分析能力越来越好,这将帮助时间有限的实验室进一步优化工作流程。IPT:流式细胞仪性能方面有哪些最新的突破?除了使用更多的多色搭配方案,还有正在开发的新试剂,对靶抗原有更高的特异性和亲和力,改善了信噪比,以提高分辨率和更好的进行细胞分群,这使得实验室能够开展更加复杂的实验。我们现在能够在单次流式实验中检测数百万个单个细胞中40、50,甚至100多个分析物--这就是我们所看到大数据和人工智能发挥作用的地方。还有光谱流式细胞仪的面世,它可以检测荧光基团发出的整个光谱。与传统流式细胞仪中对一种荧光基团的单一波长范围检测相比,该技术在灵敏度方面有了进一步提高。IPT:流式细胞仪的未来是什么?流式细胞仪不仅需要继续发展紧跟细胞分析的需求,而且还需要让我们世界上的优秀科学家更容易使用它。在我从事这个行业期间,我看到了这个领域的积极变化;许多实验室现在都拥有流式细胞仪,使生物学家--无论他们是在大学还是在生物制药公司--都能使用这些强大的仪器进行前沿研究。流式细胞仪所涉及的仪器、试剂和软件的开发人员需要共同努力,继续保持这一发展趋势,以便在生命科学研究、疗法开发和临床诊断的背景下,在分析和理解复杂的细胞环境和过程方面实现全球性突破。我们终将见证,流式细胞仪作为世界上所有生物学家都可以使用的工具,将在推动生命科学研究、疗法开发和生产,以及临床诊断和预后方面发挥更重要的作用,最终促进医疗健康的进步。安捷伦流式细胞仪和实时细胞分析PLXA业务部总经理王小波王小波博士是细胞传感器、细胞处理和细胞分析技术相关生命科学工具领域的全球知名的专家和领导者。自2018年通过艾森生物被收购加入安捷伦以来,王博士一直在领导创新实时细胞分析平台和下一代流式细胞仪系统的开发和商业化。通过专注于满足细胞基因治疗和免疫肿瘤市场的客户需求,王博士带领团队实现了技术和解决方案在这些新兴和快速增长的市场中的渗透和应用。在加入安捷伦之前,王博士是艾森生物的联合创始人和首席技术官,他带领艾森团队开发了用于无标记、实时细胞分析的电子传感器平台以及NovoCyte流式细胞仪技术并实现了商业化。在创建艾森之前,王博士曾在AVIVIA生物科学公司担任过三年左右的研发高级总监。在此之前,王博士就职于美国德克萨斯大学MD安德森癌症中心。多年来,王博士发表了60多篇科学论文,在细胞处理、细胞分析和生物传感器技术等各个领域拥有50多项美国专利。
  • 伯腾发布BioTek Cytation 7 细胞成像多功能检测系统新品
    Cytation™ 7 细胞成像多功能检测系统具有独特的专利设计,它将数字化的正置和倒置显微成像技术与传统的多模式微孔板检测技术结合于一体,支持透射光成像模式和反射光成像模式,集高通量、自动化、多模式为一套系统中,进一步拓宽了Cytation系列产品在细胞成像领域的应用范围,为生命科学领域提供有力的研究工具。产品特点1. 机载多种模式的检测方式,其中包括正置和倒置显微成像光路,从而可以实现广泛的透射和反射光应用,支持明场、彩色明场、荧光场的成像模式,适用于常规细胞学、组织学等不同样品成像,也可以用于于植物和动物样品成像。2、 一体化避光设计,体积小巧,同时具有专利的4-Zone温度控制功能,良好的温控均一性,能有效避免边缘效应和凝结水蒸气的产生。可选Peltier冷却模块,支持气体控制和自动加样器的扩展,适合活细胞检测。3、正置成像模块可以快速实现ELISpot、HE染色、明胶图片拍摄、克隆计数等应用。4、全功能酶标检测模块采用第四代光栅技术,满足吸收光、荧光、发光检测需求,可调带宽功能可以兼顾不同荧光染料的灵敏度和特异性,实现无与伦比的微孔板检测性能。5、独特的Hit-pick功能专业用于高通量筛选实验,可以实现快速的高通量筛选检测并减少数据的存贮空间。6、Gen5™ 软件具有易用性和强大的处理分析功能7、 广泛的应用空间 创新点:Cytation 7 细胞成像微孔板检测系统创新的整合了全自动数字正置和倒置宽视场显微镜以及便捷的多功能微孔板测读系统,三种功能模块采用专利设计集成于一套小巧的系统之中。倒置显微成像模块可以完成1.25× 至60× 物镜的荧光场,明场和彩色明场成像,应用范围非常广泛。正置显微镜可以完成反射光和透射光明场成像,可以进一步拓展产品的应用范围,创新的将正倒置成像系统整合在一台仪器上可以极大的满足成像用户的实验需求。 BioTek Cytation 7 细胞成像多功能检测系统
  • Spark微孔板多功能酶标仪,专为高性能细胞荧光检测而设计
    实施荧光检测是提高检测质量和灵敏度的一个快捷有效的途径。实现荧光检测最优化要求光学系统同时具有灵敏度和灵活性。以使用发射光束能横跨整个波长光谱的荧光染料为前提,高性能的光电倍增管 (PMT) 可以帮助您进行多重分析检测,给您清晰分离的信号和绝对的检测灵敏度。 细胞荧光检测增加了其他复杂因素:分析微孔底面分布不均匀的贴壁细胞极具挑战性,以及如何最大限度地减少培养基的自体荧光。Tecan Spark微孔板多功能酶标仪,采用荧光Fusion Optics™ 技术,能够应对这些挑战并提供您在设计及运行高等生物化学检测及基于细胞的荧光检测所需要的所有技术支持。 Tecan Spark多功能酶标仪,准确、灵敏地测定细胞荧光。使用灵活的Fusion Optics技术,发展高灵敏度的荧光检测方案 Spark独特的Fusion Optics功能为您的检测方案的提供了灵活且灵敏的开发平台。利用Fusion Optics技术, 您可以在同一检测试验中按需组合使用滤光片和光栅。这是相对于全功能酶标仪性能上的重大飞跃。 滤光片选择的灵活性既能够使激发端的光束输入最大化,也能使发射端信号检测效果最大化,而光栅能通过扫描以确定最优化设置的波长。用户选用的深阻二向色镜能提高波长谱末端常见染料的灵敏度。大功率氙闪灯减少了得到可靠灵敏的结果所需的闪光次数,因此您不必在灵敏度和速度间犹豫不决。结合应用了SparkControl软件后,系统可以通过自动调节扩大动态范围,避免荧光检测进入饱和状态。 使用光栅/光栅系统(浅绿)和光栅/滤光片系统(深绿)来扫描激发和发射波长的最大值。第二种组合系统能识别出更鲜明且灵敏的最大值。细胞检测时聚焦于微孔底面进行酶标可以使背景的自发荧光最小化 在细胞荧光分析中,使用传统的微孔底面酶标技术会降低检测的灵敏度,因为光束在到达样品之前必须要先穿过塑料或者玻璃板。这就降低了可以激活荧光的光束的量。Tecan Spark酶标仪能为您提供高性能的微孔底面酶标模块,以解决上述问题。Tecan Spark酶标仪拥有基于透镜的底面酶标系统,结合能将光束引导到样本焦点的Z-focus程序, 能提供极高的灵敏度。优化的酶标功能通过多次测量排列在微孔中的分离的样本点,可以使细胞分布不均导致的差异最小化。 基于细胞的检测所得的安全可靠的结果 为了可以得到可以在不同实验,不同微孔间比较的细胞检测结果,您需要特别注意细胞数量、细胞分布和细胞的健康状况。Tecan Spark酶标仪运用明视场及免标记技术、激光自动对焦技术,使您能够检查这些自动检测参数。细胞图像和细胞汇合度可以进行自动测量。使用SparkControl的实况查看器, 您可以使用Snapshot功能,记录开始实验之前的最后一个图像。 Tecan Spark酶标仪的细胞孵化功能如温度控制、气体控制和湿度控制允许细胞在酶标仪中孵育几天的时间。Tecan Spark酶标仪的自动开盖和进样器功能,以及可以进行有条件动力学编程,使检测的完成实现了智能自动化。例如,正常生长控制条件下细胞可以在酶标仪中生长;达到预定的细胞汇合度之后,酶标仪可在微孔中加入某种物质,激发GFP的产生。这是额外的荧光动力学监测功能, 在运行的同时监测图像以控制细胞的生长。总结Tecan Spark多功能酶标仪,以它独特的Fusion Optics技术,能在荧光检测领域带给而我们绝佳的性能体验。在同一检测中,滤光片和光栅的组合带给我们前所未有的灵活度,却丝毫没有影响其准确性。 环境控制特征、 成像能力及其动力学条件,使您的细胞检测实验得以自动化和标准化,且具有极高的重复性。结合了特殊的酶标功能,如基于透镜的底面酶标系统、自动化的z-focus以及优化的酶标功能,Tecan Spark是研究细胞和荧光时最理想的多功能酶标仪。
  • “小贝开讲”之流式细胞学在淋巴瘤检测中的应用
    时间:2018年11月1日 19:30 - 21:00内容简介:淋巴瘤是发生于淋巴结和/或结外淋巴组织的一组造血系统恶性肿瘤,不同类型的淋巴瘤在临床病程、治疗方案及总体预后方面具有很大的差异性,因此准确的诊断及分型至关重要。但淋巴瘤的确诊和分型则必须依赖免疫表型的检测分析。那流式细胞学是如何检测免疫表型的?在淋巴瘤诊断中具体有何应用?结果如何判读?检测过程又是怎样的呢?此次讲座,我们非常荣幸的邀请到了上海瑞金医院血液学研究所流式细胞室负责人翁香琴老师,主要围绕《流式细胞学在非霍奇金淋巴瘤诊断中的专家共识》,给我们分享一下流式细胞学在淋巴瘤检测中的应用。主讲人简介:翁香琴 上海瑞金医院血液学研究所流式细胞技术平台 助理研究员遗传学专业,助理研究员,2003年开始负责上海瑞金医院血液学研究所流式细胞技术平台。 主要研究方向:多参数流式细胞术在血液系统肿瘤诊断及MRD监测中的应用,并以第一作者身份发表相关SCI论文数篇。参与执笔撰写《流式细胞学在非霍奇金淋巴瘤诊断中的应用专家共识》和《多参数流式细胞术检测急性白血病及浆细胞肿瘤微量残留病专家共识》。 担任中华医学会免疫学分会流式细胞学组全国委员。
  • 全新的MuviCyte™ 长时间活细胞观察系统进行细胞迁移功能检测
    细胞迁移,指的是细胞在接收到迁移信号或感受到某些物质的浓度梯度后而产生的移动。移动过程中,细胞不断重复着向前方伸出突触/伪足,然后牵拉后方胞体的循环过程。细胞骨架和其结合蛋白,还有细胞间质是这个过程的物质基础,另外还有多种物质会对之进行精密调节。细胞的运动有很多种,有生理性运动,如发育过程中的细胞运动,生殖细胞、干细胞的成熟过程中的位置变化。也有病理性变化,如肿瘤的迁移和侵袭。从癌症的产生到转移,血管供给以及分裂增殖都一直是医学和生物学研究的热点。癌症细胞增殖失控,短时间内可以繁殖出大量后代,这样首先会造成生长空间的局促和养分,如氧气的紧张。这样恶性肿瘤内会形成一片坏死区,正如上面在组织损伤里面提到的,机体会尝试“修复”这些损伤。坏死组织会释放出一系列促血管生成因子,如血管内皮生长因子以及各种免疫细胞,如巨噬细胞。巨噬细胞也会释放大量促血管生成细胞因子和生长因子。因此肿瘤的研究伴随着复杂的细胞运动,如肿瘤细胞沿着循环系统的运动,血管内皮细胞和免疫细胞进入肿瘤实体的运动。划痕法是经典的细胞行为学检测方法。在平铺的细胞单层上划出一条痕迹,然后清洗更换培养液后,细胞会从原有位置向划痕处迁移。统计划痕宽度和面积的变化就可以监控细胞迁移的速度和细胞迁移的能力。以前在做划痕实验的时候受到诸多限制:首先微孔板的孔不能太小,孔越小,枪头越难伸进去;其次划出的痕迹边缘歪斜,无法形成一条直线;孔与孔之间的划痕宽度也不均一。这给划痕这个时间梯度的实验带来了很大的困扰。在多次的拍照过程中,由于划痕宽度的差异性对于划痕拍照位置的复位要求甚高。然而随着细胞迁移的发生,细胞的原位的形态和分布也发生的动态变化。所以复位划痕的拍照位置成为就成为了一个力气活:既然无法准确找到,那就全部拍下;既然每个位置宽度不一,那就全部统计。借助MuviCyte™ 长时间活细胞成像系统的划痕套装。轻轻一划,解决全部困扰。借助Scratcher整齐的96针,可以在96孔微孔板底面整齐的划出宽度均一的划痕。借助MuviCyte™ 长时间活细胞成像系统可以盯住一个视野不停的拍。然后生成无抖动的视频。借助专业的划痕分析软件,对划痕宽度、面积、愈合速度进行分析,可以获取的参数包括:划痕面积划痕的覆盖度划痕的宽度划痕的愈合速度相对划痕密度对于原始细胞区域、原始划痕区域、划痕分界线、迁移后细胞的区域进行精准的划分,保证分析结果的精确。轻松的完成整个实验,再也不用熬夜拍划痕了。MuviCyte™ 已于2020年1月1日全新上线,借助它的多荧光通道和多种物镜选择,可以完成多种复杂的复杂细胞模型的拍摄和观察,在肿瘤免疫、干细胞等多个领域都有重要的应用。扫描下方二维码或点击下载链接,即可下载珀金埃尔默MuviCyte™ 活细胞成像系统相关资料。下载链接: http://hyw3rjq7ezkfsnvu.mikecrm.com/naj9QZD
  • 单个活细胞&细胞器操纵新突破丨多功能单细胞显微操作技术首次实现活细胞间线粒体移植
    前所未有的全自动高精度单细胞操纵平台!多功能单细胞显微操作FluidFM技术首次将原子力系统、显微成像系统、微流控系统、活细胞培养系统融为一体的单细胞显微操作平台,其核心技术——FluidFM技术采用了纳米级别中空探针,完美实现了单个细胞水平、fL级别超高精度、全自动化的细胞及细胞器的操作。是一套超温柔,纳米级,全自动的细胞操纵方案。这项技术将传统细胞显微操作实验无法触及领域的大门彻底打开,科学家可以在单个细胞上实现前所未有的精妙操纵。其主要功能包括单细胞提取、单细胞分离、活细胞细胞器移植、单细胞注射、单细胞力谱等。图1 FluidFM技术整机外观及原理示意图在活细胞中也能进行细胞器操纵?多功能单细胞显微操作FluidFM技术首次实现活细胞间线粒体移植线粒体和复杂的内膜系统是真核细胞的重要特征。到目前为止,对活细胞内的细胞器进行操纵仍然十分困难。多功能单细胞显微操作FluidFM技术能够从活细胞中提取、注射细胞器,将定量的线粒体移植到细胞中,同时保持它们的活力。近期,Julia A. Vorholt课题组使用多功能单细胞显微操作FluidFM技术,将线粒体移植至培养的细胞中,并实时跟踪线粒体注射后的情况,监测它们在新宿主细胞中的命运。通过跟踪,作者发现与受体细胞线粒体网络融合发生在移植后20分钟,持续16小时以上。活细胞之间移植线粒体不仅为细胞器生理学的研究开辟了新的前景,也为机械生物学、合成生物学和疾病治疗开辟了新的前景。该篇文章以” Mitochondria transplantation between living cells.”为题,发表在BioRxiv.上。1从活细胞中提取线粒体在FluidFM负压下的线粒体小体会经历形状的转变,类似于“串上珍珠”的形态。其特征是离散的线粒体基质球体状,并且通过细长的膜结构相互连接,在进一步负压拉力的作用下,这些球状结构最终被拉断,并在悬臂中呈现为球状线粒体(图2)。当牵引力保持数秒后,OMM在先前形成的“珍珠”之间的一个或多个收缩点分离,从而产生独立的球形线粒体,而管状结构的其余部分放松并恢复。图2 提取线粒体后的FluidFM悬臂探针的显微图像及示意图2线粒体移植至新细胞研究人员的下一个目标是将线粒体移植到新的宿主细胞中,并保持细胞活性。FluidFM技术为线粒体转移提供了最佳的两步走方案:第一步,用FluidFM技术直接提取线粒体,第二步,将提取的线粒体注入到新的宿主细胞中。该方案的成功率高达95%,而且保持了细胞活力,其优点是细胞器在细胞外停留的时间短(作者标记供体细胞的线粒体(su9-mCherry)和受体细胞的线粒体(su9- BFP),能够观察移植细胞线粒体网络的实时状态(图3)。实验跟踪了22个细胞的移植命运:18个细胞显示移植的线粒体完全融合,4个细胞的线粒体发生降解。多数细胞样本(18个细胞中的14个)在移植后30分钟内首次观察到融合事件而后扩展到线粒体网络。综上所述,作者建立了将线粒体转移到单个培养细胞的方法。该方案显示移植后细胞活力高,允许观察移植后线粒体的动态行为,是一种高效方案。图3 单个移植线粒体的延时图像序列(su9-mCherry)。细胞器供体为HeLa细胞,受体细胞为U2OS细胞,带有荧光标记线粒体网络(su9-BFP)。Scale bar = 10 μm。本文使用的FluidFM技术采用微型探针,可以在微环境中以高时空分辨率操纵单细胞或者对单个细胞进行采样,并与组学方法相结合,使细胞器的研究成为可能。FluidFM技术将原子力显微镜的高精度力学调节手段与光学检测下的纳米尺度微流控系统相结合,提供与单细胞操作相关的力学和定量的体积控制。这些特性在现有微型探针中是独一无二的,在本研究中,作者将FluidFM单细胞技术用于活细胞真核内和细胞间的细胞器微操作。成功实现了活细胞之间的线粒体移植。单个线粒体移植视频该研究将启发人们将FluidFM技术应用于更多领域,例如,干细胞治疗中低代谢活性细胞的再生,作为线粒体替代治疗方法的一种备选方案等。此外,FluidFM技术为解决细胞生物学、生物力学和细胞工程等问题提供了新的视角。
  • 活细胞也能进行细胞器操纵?多功能单细胞显微操作FluidFM技术首次实现活细胞间线粒体移植
    摘要:线粒体和复杂的内膜系统是真核细胞的重要特征。到目前为止,对活细胞内的细胞器进行操纵仍然十分困难。多功能单细胞显微操作FluidFM技术能够从活细胞中提取、注射细胞器,将定量的线粒体移植到细胞中,同时保持它们的活力。近期,Julia A. Vorholt课题组使用多功能单细胞显微操作FluidFM技术,将线粒体移植至培养的细胞中,并实时跟踪线粒体注射后的情况,监测它们在新宿主细胞中的命运。通过跟踪,作者发现与受体细胞线粒体网络融合发生在移植后20分钟,持续16小时以上。活细胞之间移植线粒体不仅为细胞器生理学的研究开辟了新的前景,也为机械生物学、合成生物学和疾病治疗开辟了新的前景。该篇文章以” Mitochondria transplantation between living cells.”为题,发表在BioRxiv.上。 结果:1. 从活细胞中提取线粒体为了检测FluidFM探针对单细胞细胞器采样的能力。作者使用了两种探针,分别是锥型探针(A=1.2 um2)和圆柱型探针(A=1.6 um2)(图1B)。实验结果表明,使用这两种探针都可以对线粒体及单个线粒体进行提取或大量抽提。作者对内质网(ER)和线粒体提取后的细胞活力进行了检测,发现细胞仍保持较高的细胞活力 (95%)。为了进一步确保FluidFM提取方案在探针插入时不会破坏细胞质膜,作者使用荧光探针(mito-R-GECO1)监测细胞培养基中可能发生的Ca2+内流。实验显示,在操作过程中和操作后都没有Ca2+流入,表明细胞器提取过程中细胞质膜的完整性。本研究还发现暴露在FluidFM负压下的线粒体小体会经历形状的转变,类似于“串上珍珠”的形态。 其特征是离散的线粒体基质球体状,并且通过细长的膜结构相互连接,在进一步负压拉力的作用下,这些球状结构终被拉断,并在悬臂中呈现为球状线粒体(图2E)。进一步探究显示,施加FluidFM负压后,力诱导的形状转变沿线粒体小管在毫秒到秒的范围内传播了数十微米。形状转变沿这一方向均匀传播,而外层线粒体膜(OMM)保持了初的完整性。当牵引力保持数秒后,OMM在先前形成的“珍珠”之间的一个或多个收缩点分离,从而产生立的球形线粒体,而管状结构的其余部分放松并恢复。结合线粒体牵引实验和线粒体定位的钙流实验,结果证明线粒体的串上珍珠表型的形状转变以及随后细胞质内的线粒体裂变是不依赖钙的。 图1:(A) 示意图:使用FluidFM技术进行细胞器提取。通过调整悬臂探针中的负压(-Δp)进行提取。(B) 通过调节孔径大小和流体作用力的适用范围,选择性地提取不同的细胞器成分。1行:用悬梁臂探针提取单细胞细胞器的示意图。2行:不同孔径的悬臂扫描电镜图。3行:FluidFM悬臂探针孔径与对应的流体力范围。(C) 示意图:使用FluidFM技术进行细胞器注射。通过调整悬臂探针中的正压(+Δp)进行将探针中的细胞器注射到受体细胞内。 图2:(A) FluidFM悬臂探针的扫描电子显微镜图像。具体尺寸参数是:L = 200 μm, W = 35 μm, H = 1 μm。Scale bar= 5 μm。(B) 提取线粒体后的FluidFM悬臂的荧光显微镜图像。由于折射率不同,可以看到提取物和悬臂探针填充物之间的边界。Scale bar = 10 μm。(C) 是图(B)的示意图,提取物的体积是1170 fL。(D- F) 活细胞器提取的延时图像和提取后金字塔悬臂图像。黄框表示细胞内的悬臂的位置。(D) 对表达su9-BFP(线粒体)和Sec61-GFP (ER) 的U2OS细胞进行提取。箭头表示ER区域。使用孔径为0.5µm2的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。(E) 从表达su9-BFP的U2OS细胞中提取单个线粒体。使用1µm2孔径的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。(F) 从表达su9-BFP的U2OS细胞中提取数个线粒体。使用1µm2孔径的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。 2. 线粒体移植至新细胞研究人员的下一个目标是将线粒体移植到新的宿主细胞中,并保持细胞活性。FluidFM技术为线粒体转移提供了两种可能性方案:方案一、用FluidFM技术直接提取线粒体而后注入到新的宿主细胞中;方案二、将从细胞中分离纯化的线粒体回充入FluidFM探针,然后注射(图3A-D)。作者比较了两种方法,为了实现可视化的线粒体的转移,作者在供体和受体细胞中分别对线粒体进行了差异化标记 (图3E-F 供体细胞线粒体su9-mCherry和受体细胞线粒体su9-BFP)。当使用FluidFM直接将线粒体从一个细胞移植到另一个细胞时,成功率高达95%,而且保持了细胞活力(图3G, 41个移植细胞中有39个)。在注射纯化线粒体后,作者观察到46%的样本(19/41)发生了线粒体转移且保持了细胞活力(图3G)。移植的定量结果显示,这些实验中移植的线粒体数量从3到15个线粒体每个细胞不等(图3H)。两种替代方案的不同成功率可以由线粒体分离获取的条件差异来解释。在评估线粒体提取方案时,作者观察到部分提取的线粒体外膜发生破裂。线粒体的不可逆损伤导致细胞内降解,细胞色素C释放可能导致细胞凋亡。虽然线粒体的细胞间移植降低了通量,但它的优点是细胞外时间短(如上所述,细胞间移植即方案一的效率高,并可以直接观察单个移植线粒体的命运。为了展示这一点,作者将标记好的线粒体(su9-mCherry)从HeLa细胞移植到差异标记的U2OS细胞(su9-BFP)中,这种细胞通常用于研究动态线粒体行为。高灵敏度相机可以用于追踪受体细胞内的单个线粒体(图3L)。作者观察到荧光线粒体基质标签在移植后23分钟的发生初始融合而后扩展到线粒体网络。综上所述,作者建立了两种将线粒体转移到单个培养细胞的方法。 一种方法是活细胞间移植。该方案显示移植后细胞活力高,允许观察移植后线粒体的动态行为,是一种高效方案。二种方法是大量纯化线粒体并将其注射到受体细胞中。 注射速度相当快,但不可避免地损害线粒体和细胞功能。图3:(A) 方案一示意图(活细胞间线粒体移植):通过FluidFM吸入法提取线粒体。 随后,将带有提取物的悬臂探针移至受体细胞插入并注入提取物。(B) 方案一预填充C8F18的FluidFM悬臂梁的图像,被移植线粒体通过su9-mCherry标记,提取量~0.8 pL。Scale bar = 10 μm。(C) 方案二示意图(纯化线粒体注入细胞):使用标准线粒体纯化方案纯化的线粒体进行线粒体移植的方案。 将纯化的线粒体重悬在HEPES-2缓冲液中,直接填充到FluidFM探针中并对细胞进行注射。(D) 方案二由su9-mCherry标记的FluidFM悬臂充满线粒体的图像。Scale bar = 10 μm。(E) 通过方案一(活细胞间线粒体移植)进行线粒体移植后的宿主细胞图像。宿主细胞的线粒体通过su9-BFP标记,移植细胞线粒体通过su9-mCherry标记。Scale bar = 10 μm。(F) 通过方案二(纯化线粒体注入细胞)进行线粒体移植后的受体细胞图像。宿主细胞的线粒体通过su9-BFP标记,移植细胞线粒体通过su9-mCherry标记。Scale bar = 10 μm。(G) 通过光学成像对两种方案注射的细胞进行评估。每种方法评估了40个细胞。(H) 两种方案的线粒体的计数评估。每种方法评估了22个细胞。(I) 方案一移植线粒体后,对移植线粒体(su9-mCherry)和宿主线粒体网络(su9-BFP)使用不同的荧光标记进行成像,融合。Scale bar = 5μm。(J) 方案二注入纯化线粒体后移的融合状态,标记方案同(I)。Scale bar = 5 μm。(K) 移植线粒体发生降解,分裂成多个更小的荧光囊泡(su9-mCherry),荧光与标记的宿主细胞线粒体网络(su9-BFP)没有重叠。Scale bar=5 μm。 (L) 单个移植线粒体的延时图像序列(su9-mCherry)。细胞器供体为HeLa细胞,受体细胞为U2OS细胞,带有荧光标记线粒体网络(su9-BFP)。Scale bar = 10 μm。 讨论单细胞的操纵一直是细胞生物学领域的热点和难点,尤其是在不损害细胞活力的情况下从细胞中提取细胞器或将外源物质直接导入到细胞中。截止到目前,尽管单细胞技术有了较大的发展,但要实现将细胞器从一个细胞移植到另一个细胞,除了更大的卵母细胞外,几乎是不可能实现的。线粒体是细胞中的能量转换的核心,与细胞代谢和信号通路以及细胞命运紧密联系在一起。线粒体含有自身的遗传成分(mtDNA),通常是严格垂直遗传给子细胞的。目前将线粒体地转移到细胞的手段有限,对于线粒体移植后的剂量-反应关系分析更是十分困难,这样我们就很难从机制上了解健康或疾病细胞的线粒体移植后的生物学效应。本文使用的FluidFM技术采用微型探针,可以在微环境中以高时空分辨率操纵单细胞或者对单个细胞进行采样,并与组学方法相结合,使细胞器的研究成为可能。FluidFM技术将原子力显微镜的高精度力学调节手段与光学检测下的纳米尺度微流控系统相结合,提供与单细胞操作相关的力学和定量的体积控制。这些特性在现有微型探针中是的,在本研究中,作者将FluidFM单细胞技术用于活细胞真核内和细胞间的细胞器微操作。成功实现了活细胞之间的线粒体移植。该研究将启发人们将FluidFM技术应用于更多领域,例如,干细胞治疗中低代谢活性细胞的再生,作为线粒体替代治疗方法的一种备选方案等。此外,FluidFM技术为解决细胞生物学、生物力学和细胞工程等问题提供了新的视角。 多功能单细胞显微操作系统- FluidFM OMNIUM参考文献[1].C. Gäbelein, Q. Feng, E. Sarajlic, T. Zambelli, O. Guillaume-Gentil, B. Kornmann & J. Vorholt. Mitochondria transplantation between living cells. (2021). BioRxiv.
  • 精准医疗 功能组学 | 2023赛默飞组学临床检测发展高峰论坛圆满落幕
    // 近些年随着精准医疗需求持续增长,“十四五”国民健康规划也愈发深化改革,医疗卫生相关支撑能力和健康产业发展水平不断提高,国民健康政策体系进一步健全。如何探索临床诊断技术的不断突破,深入开展相关研究,并将研究成果转化至临床应用提升医学科技水平真正服务于医学事业建设也愈发受到关注。 赛默飞旨在探索转化医学共促精准医疗发展,特邀业内大咖专家,3月16日共聚上海,成功举办精准医疗功能组学2023赛默飞组学临床检测发展高峰论坛。赛默飞中国色谱和质谱业务中国区商务副总裁沈严先生做了开场致辞,在致辞中,沈严先生分享后疫情时代社会对于临床检测手段不断提出高要求,而“后基因组学时代”中以蛋白质和代谢物为检测靶标分子越来越受到各方关注,而这正是赛默飞色谱质谱长期耕耘的领域。沈严先生表示在这个领域中赛默飞拥有非常多的经验和成功故事可以跟大家进行分享交流,也希望赛默飞不断创新及深度服务客户的精神能够为客户进军该领域提供助力。田志新 教授 同济大学分享主题:《高分辨轨道阱质谱助力糖蛋白质组学驱动精准医学》在该报告中田老师分享了基于Orbitrap技术,集超高质量分辨率、质量测量精度、灵敏度、选择性、多种高效智能串级质谱采集模式等于一体的轨道阱质谱使得蛋白质糖基化的精准位点和结构分析成为可能。一个糖蛋白上多个糖基化位点的宏观异质性和一个位点上的多个糖基化修饰的微观异质性能得到全面解析;一个单糖组成对应的多个序列和链接结构能得到全面区分。精准位点和结构特异糖蛋白质组学带来病理条件下清晰的疾病相关糖基化图像,为精准的糖蛋白疾病及预后标志物、药物靶点和药物研发提供了可能,全面驱动精准医学的发展。 郑亮 教授 上海交通大学附属上海儿童医学中心分享主题:《肿瘤代谢表型与临床转化》郑老师针对肾细胞癌其中线粒体-缺陷型肾细胞癌属于预后极差的亚型,针对其目前具有筛查/诊断功能的标志物仍是空白的问题。通过Orbitrap技术前期发现线粒体功能缺失与TET在临床代谢研究,发现琥珀酸型修饰代谢物可在线粒体-缺陷型肾细胞癌患者中实现筛查和监测。其机制主要由GGT-DPEQ2轴产生,为该型肿瘤的早筛早诊提供新方案。吴卫甲 博士 凯莱谱精准医疗首席科学官分享主题:《质谱在疾病生物标志物的发现和临床上的应用》代谢组学同时定量多种小分子类型,例如氨基酸、脂肪酸、碳水化合物或细胞代谢功能的其他产物。代谢物水平和相对比率反映了代谢功能,超出正常范围的扰动通常预示着疾病。液相色谱及质谱联用技术问世以来,在疾病标志物发现,临床转化,以及临床应用方面展示了得天独厚的优势。而在国际上代谢组学也正在飞速发展,像Quest等公司都在探索利用基于高分辨质谱平台的代谢组学为临床检测提供新方向。林为濬 博士 华测检测集团精准医疗多组学研究中心运营总监分享主题:《多组学在精准医学中的应用》林博士为大家带来组学技术在功能组学和精准医学中应用新思考,在目前临床检测体系中,针对各种疾病其生物标志物检测信息关联性较弱,从而无法在更宏观角度去探索疾病与营养、环境等多因素之间的关系。华测利用多组学技术在精准医学领域耕耘,开发出利用代谢组学、蛋白组学、肠道微生物菌群研究、营养系统、环境毒物相关多组学研究平台,为精准医学应用提供新思路。 范超 赛默飞科学研究市场高级市场经理分享主题:《点石成金—赛默飞助力打造前沿 LDT 组学检测研究平台》范经理用全球视野条件下来深度分析临床检验市场的今天和未来,从而引出基于高分辨质谱仪的精准医学及功能组学的前景,在报告中范经理不仅对于临床研究中组学技术的应用和发展做了深入的剖析,同时也列举了多个国内外成功将该技术用于LDT领域的现实案例,引起了现场观众极大的兴趣和反响。圆桌论坛 本次会议最后,所有讲者围坐在一起以“精准以格物致知、转化以造物致用”为主题,对组学为基础的精准医疗及临床检测未来前景进行了深入讨论,并与在座的观众积极互动。
  • Molecular Devices 利用ImageXpress Micro进行长时间活细胞成像和心肌细胞功能评价
    利用ImageXpress Micro进行长时间活细胞成像和心肌细胞功能评价 活细胞成像技术是最近几年兴起的一项技术,能够在细胞接近生理的状态下观察细胞形态改变和蛋白的表达,该技术能够避免传统采用固定细胞或组织的研究方法中,固定细胞过程中造成的细胞形态的改变和结构改变,能够更加真实的反映出细胞的特性,因而广受推崇。MD ImageXpress Micro高内涵系统具有多种特性能够进行长达数天的活细胞的观察,同时,由于采用著名的MD软件产品MetaMorph为基础的MetaXpress高内涵分析软件,具有极高的灵活性和扩展能力,除活细胞成像之外还能够能够对某些细胞(如心肌细胞)的生理药理特性进行评价。 神经细胞长时间成像 神经细胞是公认的较为敏感和脆弱的细胞,对于外界环境较为敏感。对于活的神经细胞的长时间培养和观察具有较大困难。采用ImageXpress Micro系统能够实现神经细胞的长时间观察培养。方法:从新生大鼠大脑海马获得约1立方毫米大小组织块。移入含有0.25%胰酶的离心管中37℃,5%CO2 孵育箱内消化20~30 min。加入含胎牛血清的培养液终止消化,离心重悬细胞,按0.6× 105/ml 铺于96 孔板中。24 h 后换为NeurolbasalMedium/B27 无血清培养液,以后每2~3 d 半量换液1 次。7 d 后获得原代神经细胞。 图像获取: 将样品放入有环境控制功能的MD ImageXpress Micro高内涵系统内,采用激光自动聚焦进行样品聚焦,在10X物镜下每隔5分钟进行一次相差图像拍摄,结果如下: 小结: ImageXpress Micro采用的环境控制系统能够维持细胞所需的温度、湿度和CO2条件,其中温度为细胞的酶活性提供了温度保障,确保细胞的生理机能,湿度维持能够保证细胞外液不会蒸发,避免了胞外渗透压的升高造成的细胞脱水,CO2能够维持细胞外液的pH值。 除了维持细胞的生存环境外,在进行敏感、脆弱细胞(如神经细胞)的长时间观察过程中,最为重要的是减小对细胞的刺激,尽可能的保持细胞的活性。ImageXpress Micro采用激光自动聚焦技术,在聚焦的过程中,细胞无需受到光照,这样就避免了细胞内的光化学反应和光照升温,能够很好的维持细胞的活性状态。因此,在长时间活细胞的观察过程中,以上两点不可或缺。心肌干细胞细胞的功能评价 ImageXpress Micro采用的软件系统功能强大,具有无限的扩展功能。因此,除了能够实现活细胞的长时间观察和细胞的形态、蛋白表达等分析,ImageXpress Micro还能够实现细胞功能学的评价。 干细胞研究是目前生物学研究的热点,采用人类的干细胞(如心肌干细胞)能够加快研究的速度,同时还能够真实反映人体细胞的功能,还能加快药物进入临床的速度。iPS来源的心肌细胞因其表达的离子通道、自发节律特性、与原代心肌细胞特性相似的特性尤其引人注目,通过该细胞可以进行心肌细胞特性的研究,并能缩短药物筛选的时间与临床前实验的周期。 方法: 采用Cellular Dynamics公司的iPS来源的心肌细胞,将其铺于96孔板,并在培养液中孵育2-7天,以Calcein AM孵育10分钟,将培养液弃去后,加入不同浓度的激动剂和抑制剂。 图像获取和结果: 心肌细胞的成熟状况要通过细胞自发的节律性收缩来进行判定。细胞的节律性收缩可以通过电生理的方法进行检测。但是电生理的方法相对较复杂,因此我们采用荧光图像的自动分析来取代。 首先采用延时拍摄或实时拍摄的方法我们可以获得细胞节律性收缩的一组图像,MetaXpress对心肌细胞跳动进行自动分析 图3. 将获得的心肌细胞跳动的一组图像生成图像堆栈,采用Journal扩展获得的功能模块自动分析相邻两个时间点图像的差别,一次来判定心肌细胞的跳动频率和幅度,采用功能模块中的计数器自动计算心肌跳动的频率和幅度。在Journal扩展的功能模块中以上功能自动完成,并直接报告心肌细胞跳动频率和幅度信息。 心肌跳动模式检测 我们采用经典阳性药物异丙肾上腺素、肾上腺素、咖啡因作为刺激剂,用已知的心肌细胞抑制剂乙酰胆碱来进行心肌跳动模式的检测和心肌跳动分析模块的功能。 图4:肾上腺素作用10分钟后,用ImageXpress Micro酶300ms拍摄一次,共拍摄15秒获得的一组图像分析获得的心肌细胞跳动的频率和幅度。 四种药物不同浓度作用下心肌细胞跳动频率的变化。细胞自发跳动节律各有不同,通常为20-40次/分钟。给药后的5-60分钟内,心肌跳动频率稳定,因此以上均为给药后10分钟检测结果。 小结:ImageXpress Micro采用的高度灵活的系统能够对心肌细胞进行自动成像,其采用的MetaXpress软件具有极高的灵活性,其具有的Journal功能能够根据图像和实验要求进行随意的扩展,除了进行心肌细胞生理学评价之外,还能进行超过1000个功能的扩展。
  • 3i流式标准|9月1日实施!新版《流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群指南》
    4月23日,国家卫健委重磅发布了《临床实验室生物安全指南(代替WS/T 442—2014)》、《刚地弓形虫试验临床应用》、《抗酵母样真菌药物敏感性试验标准 肉汤稀释法(代替WS/T 421—2013)》、《抗丝状真菌药物敏感性试验标准 肉汤稀释法(代替WS/T 411—2013)》、《流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群指南(代替WS/T 360—2011)》、《血细胞分析校准指南(代替WS/T 347—2011)》共六项国家卫生行业标准。自2011年发布后首次修订《流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群指南》其中卫健委发布WS/T360-2014《流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群指南》,于2011年首次发布,本次为首次修订。本标准由国家卫生健康标准委员会临床检验标准专业委员会负责技术审查和技术咨询,由国家卫生健康委医疗管理服务指导中心负责协调性和格式审查,由国家卫生健康委员会医政司负责业务管理、法规司负责统筹管理。本标准起草单位:中国医学科学院肿瘤医院、北京医院/国家卫生健康委临床检验中心、北京大学第一医院、中国医学科学院北京协和医院、上海市交通大学医学院附属第一人民医院、上海交通大学医学院附属新华医院、上海长征医院、苏州大学附属第一医院/江苏省血液研究所。本标准主要起草人:崔巍、彭明婷、屈晨雪、黄春梅、李莉、沈立松、周琳、朱明清、崔婵娟、李臣宾。主要更新变化内容:与WS/T360-2011相比除结构调整和编辑性改动外,主要更新如下:【1】增加了流式细胞仪性能验证内容(见5.1);【2】完善了仪器质量控制和项目性能验证内容(见5.2、7.2.2);【3】梳理和保留了检验前、检验中、检验后过程的内容及要求(见第6、7、8章);【4】删减了标本采集和处理及临床意义内容(见2011年版的第4、10章);【5】增加了淋巴细胞亚群六色分析方案(见4.1.3、附录C)。详情点击查看:https://www.instrument.com.cn/news/20240430/716213.shtml
  • 原理创新!这款“神器”让功能单细胞“无所遁形”
    每当我们仰望浩瀚无垠的夜空,目光总会被闪闪的星辰所吸引。星光和眼睛帮助我们精确捕捉夜空中最亮的星,那面对瀚如星海的细胞世界,我们如何快速发现具有特殊功能的细胞呢?12月30日,青岛星赛生物科技有限公司发布全球首台高通量流式拉曼分选仪FlowRACS® ,为执着于寻找细胞世界中最亮“星”的科研人员带来了发现“星”,并拿到“星”的创新型解决方案。发布会回看》》》始于拉曼,微流控让诺贝尔奖技术焕发新魅力拉曼光谱是一种散射光谱,是化合物中分子键被激发到虚能态却尚未恢复到原始态所引起的、入射光被散射后频率发生变化的现象,该技术获得了1930年度的诺贝尔物理学奖。单个细胞的拉曼光谱可反映细胞内化学物质的成分及含量等丰富信息,在微流控技术的加持下,细胞群体单细胞拉曼光谱的获取以及下游单细胞分选进入了快速发展阶段。“我们提出了拉曼组这一创新概念,即特定时空状态下一个细胞群体的单细胞拉曼光谱的集合。拉曼组能够在单细胞精度,定量检测细胞代谢各种底物的速率、各种拉曼敏感产物之多样性及其含量、细胞的环境应激性、细胞之间的代谢互作、细胞内代谢物相互转化网络等广阔的细胞代谢表型,还可区分不同的物种。”星赛生物联合创始人,青岛生物能源与过程研究所(山东能源研究院)单细胞中心主任徐健博士说。 拉曼组的定义与内涵鉴于“拉曼组”是一种直接刻画“代谢功能”的单细胞表型组,且“拉曼组”手段具有广谱适用、活体、无损、非标记、全景式表型、可分辨复杂功能、快速、高通量、低成本、能耦合下游测序、质谱或培养等重要优势,拉曼组可与现有的单细胞基因组、转录组、蛋白组和代谢物组等手段互补,共同形成一个完整的单细胞多组学方法学体系。拉曼组是单细胞多组学的拓展和延伸攻坚克难,拉曼流式让万物皆可分成为可能虽然拉曼组在细胞功能识别方面具有诸多优势,但是目前市面上并没有成熟的以拉曼光谱作为细胞功能分析与分选的仪器。少数取得突破的原理样机中,普遍存在通量低,测量与分选过程对细胞损伤较大,以及拉曼图谱采集质量差等问题。FlowRACS® 通过引入pDEP-RACS技术,将高速流动的单细胞精确捕获在拉曼激光位点,在保证细胞活性的前提下,采集并在线分析单细胞拉曼信号,获得细胞最真实的原位状态。同时,FlowRACS® 借助介电确定性侧向位移(pDEP-DLD)技术,保证目标细胞的精准、高通量、自动化分选,分选通量大于300细胞/分钟,真正实现了基于高质量拉曼光谱的高通量流式分选,让微观世界的细胞分析进入万物皆可分、万物皆可选、万物皆可测时代。析选同步,双模运行满足更多实验需求FlowRACS® 具备两种运行模式:(1)“流式拉曼分析”(Raman Flow Cytometry;RFC),主要支撑拉曼组、元拉曼组等单细胞代谢表型组数据的高通量采集和分析;(2)“流式拉曼分选”(Raman Flow Sorting;RFS),主要服务目标代谢功能细胞的高通量分选。“仅仅检测细胞的代谢功能与特性,并不能满足科研人员对于细胞改造与作用机理研究的需求,我们借助微流控技术与人工智能,让具备特定拉曼信号的细胞在完成光谱检测的同时,一站式完成在线AI光谱分析及特征峰比对,并激发细胞分选控制模块,将目标细胞与非目标细胞分离。”星赛生物联合创始人、中国科学院青岛生物能源与过程研究所(山东能源研究院)单细胞中心副主任马波博士表示。同时,FlowRACS® 可适配多种具备自主知识产权的微流控芯片耗材,满足液滴类目标单细胞导出、液流式目标细胞群导出等多样化实验需求。作为业界首台高通量流式拉曼分选仪产品,FlowRACS® 下游可直接开展单细胞培养、单细胞测序等实验,为单细胞多组学研究,及其在精准医学、合成生物学和生物安全等领域的应用,提供了全新的仪器解决方案。南方医科大学珠江医院检验医学部主任、国家杰出青年基金获得者、享受国务院特殊津贴专家周宏伟教授表示,流式细胞分析技术在基础医学和临床检验等领域均具广泛应用,现在星赛生物在原有的“荧光流式”和“质谱流式”两条赛道以外,开辟了“拉曼流式”这第三条赛道,作为该赛道的首个仪器产品,FlowRACS® 的推出具有重要的科学意义与临床价值。“针对单细胞多组学这一新兴领域研发的FlowRACS® ,不仅可以对细菌和肿瘤等单细胞、微塑料等微纳米颗粒实现高通量的表征和分选,也将在其他领域得到广泛应用、潜力无穷。”厦门大学教授、固体表面物理化学国家重点实验室副主任、长江学者、国家杰出青年基金获得者任斌,对高通量流式拉曼分选仪FlowRACS® 在更多领域的应用寄予了厚望。应用前景中国智造,原理创新实现从0到1的突破流式细胞技术因其检测灵敏、结果准确、价格低廉、耗时短、自动化水平高等优势,广泛应用于学术研究、临床疾病诊断等领域。随着仪器技术的不断创新,流式细胞术在细胞治疗、海洋生物、植物、微生物等领域的需求日益增多。受限于荧光流式细胞仪的底层数据原理,现有流式细胞技术在未知细胞探索、微生物生命暗物质解析、荧光难跟踪的细胞功能检测及目标细胞分选等方向仍无法满足市场需求。星赛生物瞄准非标记式流式细胞市场,借助原创性“拉曼组”数据集及微流控技术,成功开发全球首台广谱适用、微生物可分、高通量自动化的FlowRACS,实现了拉曼高通量分选由0到1的突破。“自2013年起,我们申请了多项国家发明专利,并顺利获得授权。可以说,FlowRACS是实实在在的中国“心”原创仪器”,马波博士表示,“虽然FlowRACS是完全的国产化,但其在拉曼活性高通量分选方面处于国际领先地位”。合成生物学领域专家、中国科学院先进技术研究院副院长、深圳合成生物学创新研究院院长、国家杰出青年基金获得者刘陈立研究员指出,当前,细胞功能测试是合成生物学研究的一大瓶颈,急需高通量自动化的手段、技术和设备。我们国家的高端仪器设备大量、长期地依赖进口,这也对国产化自研生物设备提出了紧迫需求。星赛生物此次发布的FlowRACS很好的回应了上述两大需求。单细胞领域,国产原创正当时2020年全球单细胞分析市场规模估计为26.8亿美元,预计在2019至2026年以16.9%的年复合增长率增长,国内市场规模预计35亿人民币。强大的市场需求以及市场占有率狭小的局面,对国产单细胞分析仪器的研制和产业化提出了巨大的挑战,同时也带来了前所未有的机遇。基于拉曼组、拉曼组内关联分析等概念和RAGE、pDEP-RACS等一系列核心器件,星赛生物推出了一系列原创的单细胞分析仪器产品:(1)CAST-R™ (临床单细胞拉曼药敏快检仪),(2)FlowRACS® (高通量流式拉曼分选仪),(3)RACS-Seq® (单细胞拉曼分选-测序耦合系统),(4)EasySort® (单细胞微液滴分选系统)等。同时,星赛生物推出了支撑细菌、古菌、真菌、微藻、植物、动物、人体等单细胞分析的试剂盒与耗材,覆盖了包括单细胞分析样品采集、样品预处理、拉曼成像、拉曼分选、单细胞测序文库、单细胞培养等环节的完整实验与数据分析流程。微流控研究领域的著名学者,中国科学院大连化学物理研究所林炳承研究员表示,“星赛生物创新性地将微流控技术应用于单细胞拉曼分析和分选领域,推出了FlowRACS® 这一原创性的仪器产品,这一进展对于高通量细胞分析仪器产业具有重要意义,非常值得肯定与祝贺。微流控芯片作为一种颠覆性生物技术和当前分析科学的重要发展前沿,最近几年来得到飞速发展。中国是全球最大的微流控芯片市场,因此用中国的仪器产品开发与服务这一市场是这一代年轻科学家责无旁贷的使命。”人类对生命的探索已经逐步从宏观走向微观,单细胞层面的研究成为全球科研人员趋之若鹜的热门话题。面对瀚如星海的细胞世界,自动化高通量的单细胞分析仪器是链接人与细胞的重要桥梁。鹰隼试翼,风尘翕张,国产科学仪器目前还处在孕育阶段,随着国家政策的不断倾斜、国人技术攻关的持续发力,相信国产科学仪器也一定能够凭借实力在国际市场赢得自己的话语权。(青岛星赛生物科技有限公司)
  • 技术线上论坛|6月8日《科学家首次实现单个活细胞中细胞器的操纵!多功能单细胞显微操作技术是如何做到的?》
    [报告简介] 单细胞的操纵一直是细胞生物学领域的热点和难点,尤其是在不损害细胞活力的情况下从细胞中提取细胞器或将外源物质直接导入到细胞中。截止到目前,尽管单细胞技术有了较大的发展,但要实现将细胞器从一个细胞移植到另一个细胞,除了更大的卵母细胞外,几乎是不可能实现的。 线粒体和复杂的内膜系统是真核细胞的重要特征,是细胞中能量转换的核心,与细胞代谢和信号通路以及细胞命运紧密联系在一起。线粒体含有自身的遗传成分(mtDNA),通常是严格垂直遗传给子细胞的。到目前为止,对活细胞内的细胞器进行操纵十分困难,将线粒体地转移到细胞的手段有限,对于线粒体移植后的剂量-反应关系分析更是十分困难,这样我们就很难从机制上了解健康或疾病细胞的线粒体移植后的生物学效应。多功能单细胞显微操作FluidFM技术能够从活细胞中提取、注射细胞器,将定量的线粒体移植到细胞中,同时保持它们的活力。 本报告分为两部分:1. 来自ETH的Dr. Christoph G. Gäbelein使用多功能单细胞显微操作FluidFM技术,将线粒体移植至培养的细胞中,并实时跟踪线粒体注射后的情况,监测它们在新宿主细胞中的命运。通过跟踪发现被移植线粒体与受体细胞线粒体网络融合发生在移植后20分钟,持续16小时以上。活细胞之间移植线粒体不仅为细胞器生理学的研究开辟了新的前景,也为机械生物学、合成生物学和疾病治疗开辟了新的前景。本次报告Dr. Christoph G. Gäbelein将对上述文章和数据进行详细分享。2. 2020年9月,国内套FluidFM多功能单细胞显微操作系统在北京大学生命科学学院顺利安装并交付使用。期间,在北京大学生命科学学院公共仪器中心光学成像平台覃思颖老师和Quantum Design中国工程师胡西博士的帮助下,成功举办多场workshop,FluidFM多功能单细胞显微操作系统助力北大发表多篇paper。本次报告中,覃思颖老师将分享多功能单细胞显微操作系统FluidFM技术的实验操作案例与运行维护经验。[直播入口]请扫描下方二维码进入FluidFM单细胞显微操作技术群,届时会在微信群中实时更新直播入口,无需注册!扫码进群,即刻获取直播链接,无需注册![报告时间]06月08日 下午15:00-16:00 [主讲人介绍]Christoph G. Gäbelein,ETHChristoph是一名来自ETH的青年科学家,科研中他一直致力于将FluidFM单细胞显微操作技术应用于更多的生命科学场景中。在过去两年间,他以一作或参与者的身份发表了FluidFM多篇文章:2022 Mitochondria transplantation between living cells2022 Injection into and extraction from single fungal cells.2021 Single cell engineering using fluidic force microscopy.2021 Genome-wide molecular recording using Live-seq.Christoph对于FluidFM技术的应用具备丰富而完善的经验,文章也是高产的,目前Christoph已经成为了FluidFM技术领域的专家。本次Webinar,Christoph将介绍他应用技术的新成果,并详细阐述从活细胞中提取、注射线粒体,将定量的线粒体移植到细胞中,同时保持它们的活力的技术细节。Christoph的座右铭是:Curiosity-driven young scientist interested in fundamental cell biology 覃思颖,北京大学生命科学学院公共仪器中心光学成像平台工程师。2016年于北京大学获得生物物理学博士学位,博士期间以作者在Nature Materials发表论文,博士后期间入选届北京大学博雅博士后项目。2019年加入北京大学生科院公共仪器中心,负责原子力显微镜、多功能单细胞显微操作系统、共聚焦显微镜等大型仪器的技术支持与运行管理,在多尺度生物样品的原子力制样与成像力学检测、单细胞注射与分离等显微操作、生物荧光成像与图像处理分析等方面有着丰富的经验,为校内外100余课题组提供技术服务,辅助课题组在Nature、Cell、Nature Cell Biology等国际期刊发表论文30余篇。本次报告将分享多功能单细胞显微操作系统FluidFM技术的实验操作案例与运行维护经验。[应用简介]1. 从活细胞中提取线粒体 为了检测FluidFM探针对单细胞细胞器采样的能力。作者使用了两种探针,分别是锥型探针(A=1.2 μm2)和圆柱型探针(A=1.6 μm2)(图1B)。实验结果表明,使用这两种探针都可以对单个线粒体及多个线粒体进行提取或大量抽提。图1:(A) 示意图:使用FluidFM技术进行细胞器提取。通过调整悬臂探针中的负压(-Δp)进行提取。(B) 通过调节孔径大小和流体作用力的适用范围,选择性地提取不同的细胞器成分。1行:用悬梁臂探针提取单细胞细胞器的示意图。2行:不同孔径的悬臂扫描电镜图。3行:FluidFM悬臂探针孔径与对应的流体力范围。(C) 示意图:使用FluidFM技术进行细胞器注射。通过调整悬臂探针中的正压(+Δp)进行将探针中的细胞器注射到受体细胞内。 对线粒体提取后的细胞活力进行了检测,发现细胞仍保持较高的细胞活力 (95%)。为了进一步确保FluidFM提取方案在探针插入时不会破坏细胞质膜,作者使用荧光探针(mito-R-GECO1)监测细胞培养基中可能发生的Ca2+内流。实验显示,在操作过程中和操作后都没有Ca2+流入,表明细胞器提取过程中细胞质膜的完整性。 本研究还发现暴露在FluidFM负压下的线粒体小体会经历形状的转变,类似于“串上珍珠”的形态。 其特征是离散的线粒体基质球体状,并且通过细长的膜结构相互连接,在进一步负压拉力的作用下,这些球状结构终被拉断,并在悬臂中呈现为球状线粒体(图2E)。进一步探究显示,施加FluidFM负压后,力诱导的形状转变沿线粒体小管在毫秒到秒的范围内传播了数十微米。形状转变沿这一方向均匀传播,而外层线粒体膜(OMM)保持了初的完整性。当牵引力保持数秒后,OMM在先前形成的“珍珠”之间的一个或多个收缩点分离,从而产生立的球形线粒体,而管状结构的其余部分放松并恢复。结合线粒体牵引实验和线粒体定位的钙流实验,结果证明线粒体的串上珍珠表型的形状转变以及随后细胞质内的线粒体裂变是不依赖钙的。图2(A) FluidFM悬臂探针的扫描电子显微镜图像。具体尺寸参数是:L = 200 μm, W = 35 μm, H = 1 μm。Scale bar = 5 μm。(B) 提取线粒体后的FluidFM悬臂的荧光显微镜图像。由于折射率不同,可以看到提取物和悬臂探针填充物之间的边界。Scale bar = 10 μm。(C) 是图(B)的示意图,提取物的体积是1170 fL。(D- F) 活细胞器提取的延时图像和提取后金字塔悬臂图像。黄框表示细胞内的悬臂的位置。(D) 对表达su9-BFP(线粒体)和Sec61-GFP (ER) 的U2OS细胞进行提取。箭头表示ER区域。使用孔径为0.5 µm2的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。(E) 从表达su9-BFP的U2OS细胞中提取单个线粒体。使用1 µm2孔径的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。(F) 从表达su9-BFP的U2OS细胞中提取数个线粒体。使用1 µm2孔径的悬臂梁探针。Scale bar = 10 μm。 2. 将线粒体移植至新细胞 研究人员的下一个目标是将线粒体移植到新的宿主细胞中,并保持细胞活性。FluidFM技术为线粒体转移提供了两种可能性方案:方案一、用FluidFM技术直接提取线粒体而后注入到新的宿主细胞中;方案二、将从细胞中分离纯化的线粒体回充入FluidFM探针,然后注射(图3A-D)。作者比较了两种方法,为了实现可视化的线粒体的转移,作者在供体和受体细胞中分别对线粒体进行了差异化标记 (图3E-F 供体细胞线粒体su9-mCherry和受体细胞线粒体su9-BFP)。当使用FluidFM直接将线粒体从一个细胞移植到另一个细胞时,成功率高达95%,而且保持了细胞活力(图3G, 41个移植细胞中有39个)。在注射纯化线粒体后,作者观察到46%的样本(19/41)发生了线粒体转移且保持了细胞活力(图3G)。移植的定量结果显示,这些实验中移植的线粒体数量从3到15个线粒体每个细胞不等(图3H)。两种替代方案的不同成功率可以由线粒体分离获取的条件差异来解释。在评估线粒体提取方案时,作者观察到部分提取的线粒体外膜发生破裂。线粒体的不可逆损伤导致细胞内降解,细胞色素C释放可能导致细胞凋亡。 虽然线粒体的细胞间移植降低了通量,但它的优点是细胞外时间短(1分钟),并且通过FluidFM采样的线粒体大限度地集中在原生细胞质液中,完全避免了人工缓冲液的使用。在提取和移植之前,作者通过在探针中填充不混溶的C8F18来确保提取液在提取过程中保持在孔径附近。因此,只有很小的体积(0.5 - 2pL)被注入到宿主细胞中(图3B)。 除了标记供体细胞的线粒体(su9-mCherry)外,还标记了受体细胞的线粒体(su9- BFP),这样就能够观察移植细胞线粒体网络的实时状态。在上述两种移植方案(移植和纯化后注射)中,宿主-线粒体网络的管状状态不会因注射过程而产生影响。此外,标记可以让作者可视化地监测线粒体地移植,观察线粒体地融合。 无论移植方法是细胞到细胞(图3I),还是注射纯化线粒体(图3J),都可以观察到这些过程。实验跟踪了22个细胞的移植命运:18个细胞显示移植的线粒体完全融合,4个细胞的线粒体发生降解。多数细胞样本(18个细胞中的14个)在移植后30分钟内次观察到融合事件。 如上所述,细胞间移植即方案一的效率高,并可以直接观察单个移植线粒体的命运。为了展示这一点,作者将标记好的线粒体(su9-mCherry)从HeLa细胞移植到差异标记的U2OS细胞(su9-BFP)中,这种细胞通常用于研究动态线粒体行为。高灵敏度相机可以用于追踪受体细胞内的单个线粒体(图3L)。作者观察到荧光线粒体基质标签在移植后23分钟的发生初始融合而后扩展到线粒体网络。 综上所述,作者建立了两种将线粒体转移到单个培养细胞的方法。 一种方法是活细胞间移植。该方案显示移植后细胞活力高,允许观察移植后线粒体的动态行为,是一种高效方案。二种方法是大量纯化线粒体并将其注射到受体细胞中。 注射速度相当快,但不可避免地损害线粒体和细胞功能。图3(A) 方案一示意图(活细胞间线粒体移植):通过FluidFM吸入法提取线粒体。 随后,将带有提取物的悬臂探针移至受体细胞插入并注入提取物。(B) 方案一预填充C8F18的FluidFM悬臂梁的图像,被移植线粒体通过su9-mCherry标记,提取量~0.8 pL。Scale bar = 10 μm。(C) 方案二示意图(纯化线粒体注入细胞):使用标准线粒体纯化方案纯化的线粒体进行线粒体移植的方案。 将纯化的线粒体重悬在HEPES-2缓冲液中,直接填充到FluidFM探针中并对细胞进行注射。(D) 方案二由su9-mCherry标记的FluidFM悬臂充满线粒体的图像。Scale bar = 10 μm。(E) 通过方案一(活细胞间线粒体移植)进行线粒体移植后的宿主细胞图像。宿主细胞的线粒体通过su9-BFP标记,移植细胞线粒体通过su9-mCherry标记。Scale bar = 10 μm。(F) 通过方案二(纯化线粒体注入细胞)进行线粒体移植后的受体细胞图像。宿主细胞的线粒体通过su9-BFP标记,移植细胞线粒体通过su9-mCherry标记。Scale bar = 10 μm。(G) 通过光学成像对两种方案注射的细胞进行评估。每种方法评估了40个细胞。(H) 两种方案的线粒体的计数评估。每种方法评估了22个细胞。(I) 方案一移植线粒体后,对移植线粒体(su9-mCherry)和宿主线粒体网络(su9-BFP)使用不同的荧光标记进行成像,融合。Scale bar = 5μm。(J) 方案二注入纯化线粒体后移的融合状态,标记方案同(I)。Scale bar = 5 μm。(K) 移植线粒体发生降解,分裂成多个更小的荧光囊泡(su9-mCherry),荧光与标记的宿主细胞线粒体网络(su9-BFP)没有重叠。Scale bar=5 μm。 (L) 单个移植线粒体的延时图像序列(su9-mCherry)。细胞器供体为HeLa细胞,受体细胞为U2OS细胞,带有荧光标记线粒体网络(su9-BFP)。Scale bar = 10 μm。 讨论 FluidFM技术采用微型探针,可以在微环境中以高时空分辨率操纵单细胞或者对单个细胞进行采样,并与组学方法相结合,使细胞器的研究成为可能。FluidFM技术将原子力显微镜的高精度力学调节手段与光学检测下的纳米尺度微流控系统相结合,提供与单细胞操作相关的力学和定量的体积控制。这些特性在现有微型探针中是的,在本研究中,作者将FluidFM单细胞技术用于活细胞真核内和细胞间的细胞器微操作。成功实现了活细胞之间的线粒体移植。 该研究将启发人们将FluidFM技术应用于更多领域,例如,干细胞治疗中低代谢活性细胞的再生,作为线粒体替代治疗方法的一种备选方案等。此外,FluidFM技术为解决细胞生物学、生物力学和细胞工程等问题提供了新的视角。
  • Nat Metab|上交大童雪梅团队揭示非氧化磷酸戊糖途径调控Treg细胞功能及其分子机制
    点评 | 朱锦芳(NIH)2022年5月23日,上海交通大学基础医学院生化与分子细胞生物学系童雪梅教授课题组及其合作团队,上海市免疫学研究所李斌研究员课题组和复旦大学附属华山医院/脑科学转化研究院杨辉研究员,在Nature Metabolism杂志在线发表题为 Non-oxidative pentose phosphate pathway controls regulatory T cell function by integrating metabolism and epigenetics 的研究论文,揭示非氧化磷酸戊糖途径(非氧化PPP)对调节性T(Treg)细胞代谢模式及细胞功能的调控机制。Nature Metabolism同期发表伦敦帝国理工学院Margarita Dominguez-Villar博士为该研究撰写的News & Views特评,认为该文章发现非氧化PPP在Treg细胞活化和功能调控中的中心地位(a central regulator)。表达特征转录因子Foxp3的Treg细胞是一类具有免疫抑制功能的CD4+ T细胞亚群,维持机体免疫系统稳态,防止免疫过激诱发自身免疫病。已知葡萄糖酵解、脂肪酸氧化和氨基酸分解代谢等都参与 Treg 细胞功能调控。PPP是一条不产生ATP的葡萄糖分解代谢途径,由生成NADPH的氧化PPP和产生5-磷酸核糖的非氧化PPP组成。非氧化PPP包括4个代谢酶催化的5步可逆反应,可以通过改变代谢物流向来满足细胞的功能需求。非氧化PPP是否参与免疫细胞如Treg细胞的代谢与功能调控尚不清楚。转酮醇酶TKT是非氧化PPP中催化两步可逆反应的代谢酶。童雪梅团队已发现TKT在肝脏、脂肪和肠道中调控糖脂代谢平衡的重要作用(Li M et al, Cancer Research, 2019 Tian N et al, Diabetes, 2020 Tian N et al, Cell Death & Disease, 2021)。在本研究中,研究人员通过构建Treg细胞特异性敲除TKT的小鼠模型,深入探究非氧化PPP是否和如何调控Treg细胞代谢及功能。他们研究发现,Treg细胞特异性敲除TKT的小鼠出生3周后发生严重自身免疫性疾病,并且在断奶之后相继死亡,其表型与缺失Foxp3基因的小鼠相似。进一步研究发现,敲除TKT在不影响Treg数目和转录因子Foxp3 水平的情况下,阻断Treg细胞的免疫抑制功能。为了排除炎症反应的影响,研究者根据Foxp3基因位于X染色体和雌鼠X染色体选择性失活的特点,构建了在同一只鼠中既有TKT缺失又有TKT正常表达的Treg细胞嵌合小鼠模型。该小鼠Treg细胞的转录组和表观遗传组分析表明,TKT缺失导致Treg细胞中87.9%的差异表达基因被下调,染色质可及性降低。这些被下调的基因几乎全部为效应性Treg特征性基因,表明非氧化PPP对调控Treg细胞免疫抑制功能是必需的。研究者进一步发现,TKT缺失导致Treg 细胞NADPH 减少和氧化应激增加,葡萄糖进入线粒体氧化减少,脂肪酸氧化增加,氨基酸分解代谢显著增强,分解代谢重构使线粒体功能受损。同时,被氧化应激和线粒体损伤诱发的还原性TCA循环使α-酮戊二酸/琥珀酸及α-酮戊二酸/富马酸比率降低,DNA甲基化增加,抑制Treg细胞特征性功能基因表达,导致其免疫抑制性功能丧失。文章也发现非氧化PPP中的另外一个代谢酶——转醛醇酶(TAL),对维持效应性Treg特征性功能基因表达也不可或缺。此外,在自身免疫性病人外周血 Treg细胞中,TKT水平显著降低。综上所述,此研究首次揭示非氧化PPP对于调控Treg细胞中糖、脂和蛋白质分解代谢稳态、维持代谢物依赖的表观遗传修饰和功能基因表达有关键作用,即非氧化PPP可以通过整合三大营养物质代谢和表观遗传修饰控制Treg细胞功能。这项研究将为通过调控Treg功能防治自身免疫性疾病和其它免疫相关疾病提供新策略新手段。非氧化 PPP 通过整合代谢组和表观遗传组调控Treg细胞功能上海交通大学医学院博士生刘琪、阿拉巴马大学伯明翰分校博士生朱方明和上海市免疫学研究所博士生刘鑫男是该研究论文的共同第一作者。此项研究得到复旦大学生物医学研究院叶丹研究员、海军军医大学附属长征医院风湿免疫科徐沪济主任、上海交通大学附属仁济医院沈南主任、上海交通大学基础医学院徐天乐教授、清华大学药学院胡泽平研究员、阿拉巴马大学伯明翰分校胡晖教授等合作实验室的大力协助。通讯作者为童雪梅教授、李斌研究员和杨辉研究员。专家点评朱锦芳Jeff Zhu (Chief, Molecular and Cellular Immunoregulation Section, NIH)调节性T细胞(Tregs)在维持免疫耐受和免疫稳态中发挥关键作用,并且参与调节感染和癌症中的各种免疫反应。一方面,Treg功能的丧失通常与自身免疫和过度炎症有关;另一方面,肿瘤微环境中激活的Treg往往会抑制肿瘤免疫。因此,了解Treg的产生、激活及其获得抑制性功能的机制不仅将拓展基础免疫学认知,而且将为各种免疫相关疾病提供新颖有效的临床疗法。不同的代谢途径在控制Treg和效应性辅助型CD4+ T(Th)细胞的发育和分化中作用不同。经典观点认为,Tregs更倾向于脂肪酸氧化,而效应Th细胞主要利用葡萄糖作为能量来源。在本项工作中,童雪梅团队及其合作实验室共同发现,非氧化磷酸戊糖途径(非氧化PPP)在控制Treg细胞激活和抑制功能中起着关键作用。非氧化PPP是葡萄糖分解代谢的一个分支,它在Treg和效应性Th细胞中的功能尚不清楚。令人惊奇的是,在Treg中敲除非氧化性PPP中的重要酶—转酮醇酶(TKT),小鼠会产生致死性自身免疫病。Treg细胞特异性 TKT 缺失导致其失去免疫抑制功能,却不影响其发育和Foxp3蛋白表达。机制上,童雪梅及其合作团队发现TKT缺失诱导线粒体氧化应激和还原性TCA循环,导致α-酮戊二酸(α-KG)水平降低。α-KG作为重要的表观遗传辅助因子,能调控组蛋白和DNA去甲基化酶的功能。TKT缺失时,Treg中众多基因的DNA甲基化增加,染色质可及性下降。并且,α-KG补充能够改善由Treg特异性TKT 缺失引起的自身免疫反应。此外,在临床自身免疫性疾病患者外周血Treg中,TKT水平被下调。Treg获得抑制功能需要被激活,TKT缺失诱发的自身免疫反应是由活化Treg特征性基因表达减少所导致的。由于Treg细胞群体的异质性,单细胞分析可以为TKT如何调节Treg激活和表观修饰提供一个更清晰的解释。然而,该研究发现在大约1000个激活态Treg特征基因中,只有124个受到TKT缺失的影响,却诱发了显著的小鼠自身免疫病表型,表明这个小的基因群体包含对Treg功能至关重要的效应分子,例如IL-10和TIGIT等。因此,本项研究发现令人印象非常深刻。本项工作不仅促进我们全面认识Treg细胞激活和功能的机理,而且在未来治疗人类疾病方面具有潜在重要转化价值。原文和特评链接:https://www.nature.com/articles/s42255-022-00575-z,https://www.nature.com/articles/s42255-022-00574-0
  • 上海交大吕海涛团队发表细胞代谢组学研究最新成果:快速表征与评价天然产物生物功能
    p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 仪器信息网讯 /strong 近日,美国化学会(ACS)旗下著名蛋白组学杂志Journal of Proteome Research在线发表上海交通大学系统生物医学研究院吕海涛团队最新研究成果”Cell metabolomics reveal berberine inhibited pancreatic cancer cell viability and metastasis by regulating citrate metabolism“。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 190px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/d6dfcd64-14b5-47ac-94a2-289e1fac6377.jpg" title=" 微信图片_20200814144125.png" alt=" 微信图片_20200814144125.png" width=" 600" height=" 190" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 胰腺癌作为人类恶性化程度最高的肿瘤之一,除了其发病的隐匿性严重制约其早期预警诊断,此外,临床缺乏有效的治疗候选药物,多数参考药物都呈现较高的耐药性。因此, strong 临床对于治疗候选药物的需求十分紧迫,中药源功能天然产物或许是一个全新选择。 /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 595px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/0951da35-6465-4eb2-9224-b19f8ed41415.jpg" title=" 11111111111111111.png" alt=" 11111111111111111.png" width=" 600" height=" 595" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " strong 小檗碱亦称黄连素 /strong ,是从中药黄连中分离的一种季铵生物碱,是黄连抗菌的主要有效成分。近年来,国内外大量报道初步证实,小檗碱对多种肿瘤具有治疗潜力,有很高的成药性。 span style=" text-indent: 2em " 该团队所开发的 /span strong style=" text-indent: 2em " 精准靶向代谢组学方法(Precison-Targeted Metabolomics, PTM) /strong span style=" text-indent: 2em " , /span strong style=" text-indent: 2em " 结合多种细胞生化表型分析方法 /strong span style=" text-indent: 2em " , /span span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " strong 目标从细胞代谢角度认知小檗碱是否通过调控胰腺癌细胞的程序化代谢,而发挥抑制肿瘤细胞生长,诱导其凋亡,和抑制其细胞侵袭的系统作用,为其后续成药性研究奠定靶向基础。 /strong /span br/ strong /strong /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em " span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " strong /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 1084px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/5a837485-9e45-4e04-ab61-82cec781cc5e.jpg" title=" 22222222222222.png" width=" 600" height=" 1084" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 22222222222222.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 269px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/213cff37-3b14-4e98-b40a-b7e2ffa86998.jpg" title=" 333333333333333333.png" width=" 600" height=" 269" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 333333333333333333.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 615px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/cb6fe0d7-f949-4184-87d7-5fdb154ebdab.jpg" title=" 444444444444444.png" width=" 600" height=" 615" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 444444444444444.png" / /p p style=" text-align: center" img style=" width: 600px height: 325px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/b0c9b8b2-d1db-4fe9-b25b-8b0585bea0ef.jpg" title=" 555555555555555.png" width=" 600" height=" 325" border=" 0" vspace=" 0" alt=" 555555555555555.png" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 通过细胞代谢组和RNA Sequencing整合研究,该团队初步发现, strong 小檗碱能够诱导胰腺癌细胞(Panc-1)线粒体损伤,并可能通过靶向调控Citrate Metabolism 而影响其分解代谢和膜转运, 直接或间接干预下游脂肪酸的合成与表达 /strong ,进而发挥抑制胰腺肿瘤细胞生长,促进其凋亡,和抑制其侵袭转移的作用。 span style=" text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) " strong br/ /strong /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 834px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/c3d42104-7ccb-480f-abe8-3aade9f8774e.jpg" title=" 6666666666.png" alt=" 6666666666.png" width=" 600" height=" 834" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 608px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/4d7bc3fe-ba05-4b85-bc0c-db250468c8c3.jpg" title=" 77777777777777.png" alt=" 77777777777777.png" width=" 600" height=" 608" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em "   更多的体内外功能研究正在进行中,用以确证小檗碱治疗胰腺癌的核心作用,和评价其成药性,该研究至少从细胞代谢角度对其抑瘤活性和作用规律从全新的Mitochondria Associated Citrate Metabolism角度进行了有效阐释,这将为胰腺癌的治疗设计和新药开发提供全新靶点。同时,本研究有效展示细胞代谢组学(Cell Metabolomics)整合其它生物化学表型分型方法,是一个简便和有效的研究策略,可用于天然产物生物功能的快速评价与初步揭示,为结构多样化中药源天然产物(TCM derived natural products) 有目标性的成药性研究奠定前瞻性基础。 /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 原文链接: a href=" https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.0c00394" target=" _blank" https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.0c00394 /a /span /p p style=" text-align: justify line-height: 1.75em text-indent: 2em " 研究团队: /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 300px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/00278697-3a50-4cbd-8b39-5f1ac505e215.jpg" title=" 吕海涛.jpg" alt=" 吕海涛.jpg" width=" 300" height=" 300" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center line-height: 1.75em " 上海交通大学 吕海涛研究员 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify line-height: 1.75em " 吕海涛,生药学博士,现任上海交通大学系统生物医学教育部重点实验室研究员/课题组长,博士生导师,交通大学绿色通道引进高层次人才,QUT校长特聘教授席国际人才基金获得者,交通大学功能代谢组科学实验室主任,国家重点研发计划课题负责人,澳门科技大学兼职教授/博士生导师。2009年获得黑龙江中医药大学生药学博士学位(直攻博),师从王喜军教授。2009年至2013年先后在美国爱因斯坦医学院, 华盛顿大学医学院和麻省理工学院从事博士后完成博士后训练,合作导师Peter C. Dedon 教授等。近五年,主持国家重点研发计划课题1项,国家自然科学基金面上项目2项等10余项目课题,获得省部级科技进步奖2项。先后在Mass Spectrometry Reviews, Journal of Proteome Research,Pharmacological Research, Liver International和Molecular & amp Cellar Proteomics等权威杂志发表SCI检索论文47篇。国内外著名学术机构和学术会议邀请报告40余场次,作为分会执行主席主持国际学术会议5次。兼任中国生物物理学会代谢组学分会副秘书长等;同时兼任权威植物药杂志Phytomedicine副主编(IF 4.3),Frontiers in Microbiology 副主编 (IF 4.3),以及Pharmacological Research (IF 5.9)顾问主编,Acta Pharmaceutica Sinica B& nbsp (IF 7.1)和Proteomics& nbsp (IF 3.25)等权威SCI杂志的编委和青年编委,国家自然科学基金和澳大利亚NHMRC基金会评审专家 。 /p
  • 罗氏宫颈癌细胞学检测术获CFDA批准 可区分自愈患者和治疗患者
    罗氏宫颈癌细胞学检测术获CFDA批准 可区分自愈患者和治疗患者昨日,罗氏宣布中国食品药品监督管理局 (CFDA)批准该公司的CINtec PLUS细胞学检测术。这项技术旨在改善宫颈癌前病变的检测和早期措施。与传统的Pap等检测手段相比,CINtec PLUS的灵敏度和精确度都有所提高,这也是它获得批准的一大原因。中国每年宫颈癌的新发病例约6万2千例,每年约3万的中国女性死于该疾病。几乎所有的宫颈癌是由人乳头状瘤病毒(HPV)感染造成的,但只有那些有持续HPV感染,并出现宫颈癌前病变的患者才需要接受治疗,而剩下的患者主要依靠自愈能力。罗氏的这项CINtec PLUS技术能检测到HPV持续感染患者中的两个可致癌生物标志物, 因此可以区分需要进行治疗的患者和那些可以自我康复的患者。“这项全自动的CINtec PLUS细胞学检测手段将向中国妇女提供行业内最全面的宫颈癌筛查,从而落实我们预防妇女患子宫颈癌的承诺。”中国罗氏诊断总经理Wong Fatt Heng先生说道,“ 该细胞学检测有助于减少过度诊断,提高癌前宫颈疾病的检测,使患者能够采取早期措施。”罗氏在中国、欧洲、亚洲、拉丁美洲和加拿大等各地安装了数万台诊断仪器,患者能在这些地方接受该项全自动的CINtec PLUS 细胞学检测服务。
  • 循环肿瘤细胞(CTC)捕获及检测技术进展
    p style=" text-indent: 2em " 在过去的一年中,循环肿瘤细胞(CTC)捕获和检测市场飞速增长,多个公司将此类技术推向临床并应用于癌症的诊断,与此同时,一大批新兴公司凭借其独有技术从科研机构中脱颖而出,开启了循环肿瘤细胞捕获和检测的商业化之路。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/80851a5e-ad37-4e21-86db-fe75c5d75d14.jpg" title=" 细胞.jpeg" alt=" 细胞.jpeg" width=" 419" height=" 279" style=" width: 419px height: 279px " / /p p   传统上,临床医生采用组织活检进行癌症诊断。但这种方法对患者具有侵入性,不仅耗时且价格高昂。在过去的十年中,液态活检技术的发展为这些问题带来了突破性的解决方案,并有望为不同患者的疾病提供了更加精准的个体化信息。 /p p   加拿大多伦多大学生物化学教授Shana Kelley一直致力于CTC捕获和检测技术的研究,她认为,“ strong 液体活检将有望带来一次彻底的模式转变,因为患者可以在接受治疗的同时以一种非侵入式的方式进行持续监测 /strong 。这样可以监测肿瘤的动态特征,帮助医生们制定更多治疗方案,而组织活检由于技术的风险和侵入性无法做到这些。”她还表示:“ strong 我们发现越来越多的技术能够在单细胞水平分析CTCs的基因型和表型特征 /strong 。考虑到这些细胞的异质性以及追踪患者样本中目标亚群微量水平的重要性,这一点极其重要。” /p p   一般而言,研究人员可以通过CTC的生物或物理特征(如基因表达、大小、密度、变形性或电荷)进行正向富集或负向富集,然后利用免疫、分子或功能性实验对这些细胞进行检测。虽然CTC富集和捕获技术前景广阔,但与利用ctDNA的液体活检技术相比,研究人员却遇到了挑战。 /p p   2017年发表在Cancer Discovery期刊的一项研究中,来自德国汉堡大学医学中心的Klaus Pantel及其研究团队对CTCs在液体活检领域的临床应用进行了研究,并指出了 strong CTCs应用的局限性 /strong : strong 建立癌细胞系或异种移植需要成百上千个CTCs,这使该方法适用于极少数疾病的晚期患者身上 /strong 。作者还指出,对基于CTC生物学发现的新技术研发的关注,常常会延缓CTC检测进入临床诊断的进程。但研究人员也表示,有关CTC生物学的新研究已经开始衍生出“集CTCs富集、检测和定性于一体”的平台。 /p p   美国医疗和生命科学咨询公司Health Advances副总裁Kristen Amanti认为,CTCs临床应用的问题和障碍主要取决于如何使用这些细胞。“ strong 如果公司试图利用CTCs来进行癌症筛查,而不是监测已经被诊断出患有某种特定癌症患者的治疗,那么公司将面临更大的困难 /strong 。”Kristen Amanti说到,“如果没有针对特定类型癌症的筛查机制,那么在证明临床证据有效方面会很困难。如果你提前了解已有一个筛查机制,那你可能还要去证明你比这种筛查更好,或者能够提供某种经济优势。” /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 商业化进程加速 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 虽然在临床开展上面临着不少障碍,但是CTC富集和检测的商业前景仍然十分强劲。2018年,多家公司都在CTC捕获和检测技术的临床转化方面取得了重大进步。 br/ /p p   美国Epic Sciences公司的CTC技术在2018年取得了一系列积极进展。2018年6月,Epic Sciences公司及合作伙伴发布了一项多机构队列研究,验证了基于CTC的AR-V7检测方法的有效性。根据该公司的信息, strong 这项研究是首个证实液体活检能够预测治疗效果并显示对患者具有生存受益的研究之一 /strong 。此外,Epic Sciences在2018年初时曾获得5200万美元E轮融资,目前该公司正在将其技术用于研究血液中肿瘤细胞和人类免疫细胞的综合分析,进而用于免疫治疗药物的研发和伴随诊断中。2018年11月,该公司还与加拿大四家乳腺癌治疗中心合作进行了一项临床试验,以检测其技术是否能预测转移性乳腺癌患者的复发风险。 /p p   与此同时,美国液体活检公司Celsee Diagnostics在CTC富集工具商业化方面取得了进展。在与单细胞诊断公司IncellDx达成一项可行性研究合作后,Celsee Diagnostics在2018年1月份签订了一系列产品的 strong 联合商业化协议,包括基于CTC的乳腺癌、结直肠癌、前列腺癌和其他癌种的筛查产品 /strong 。 /p p   2018年5月,CellMax Life公司启动了一项美国临床试验,用于验证其基于CTC的结直肠癌筛查产品。该公司CMx平台目前只在亚洲销售,采用于一种“混合微流体芯片”,能够从10亿个正常细胞背景中分离出1~10个CTCs。CellMax Life还在2018年4月份与IncellDx达成合作,共同开发和和销售几种实体瘤的CTC检测产品,用于个性化治疗方案选择和监测。近日,CellMax Life还宣布,作为公司细胞疗法临床试验的一部分,公司已经与台湾Medigen Biotech公司达成合作。Medigen将结合Cellmax Life的CMx平台及其液体活检panel,用于患者的的治疗决策及疗效监测。 /p p   另一家计划进军CTC液体活检领域的公司是Precision for Medicine。2018年9月,Precision for Medicine收购了ApoCell公司及其ApoStream CTC富集技术。 strong 该技术可利用介电电荷差分离肿瘤细胞和正常细胞 /strong 。根据Precision for Medicine公司高级副总裁Darren Davis的说法,公司收购ApoCell主要在于其开发的一款基于免疫组织化学和免疫荧光成像的新型液体活检技术。 /p p   Vortex Biosciences也在推广基于CTC的VTX-1液体活检平台方面取得了进展。该公司在2018年3月份与BioView合作开发一种整合流程,以识别CTCs的临床生物标志物。2017年11月份,该公司和Stratec Consumables签订了一项供货协议,计划开发一款适用于Vortex平台的微流体芯片。该芯片最初由加州大学洛杉矶分校(UCLA)开发,新版芯片将帮助该平台适用于商业生产规模。此外,在2018年早些时候,Menarini Silicon Biosystems公司宣布已经将最近收购的技术整合到一款细胞型液体活检流程中,其中包含CellSearch CTC纯化工具。该公司表示,CellSearch strong 利用细胞外抗原表位和免疫磁珠,以一种自动化方法从血液样本中提取肿瘤细胞 /strong 。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 初创公司潜力巨大 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 位于美国密歇根州的初创公司Akadeum计划通过公司的微气泡平台进入液体活检市场。公司称微气泡平台可以识别和分离CTCs和其他分子分离。目前Akadeum的这款工具只限于研究使用,与微流控芯片不同的是,该平台使用的是低密度的玻璃板和空气泡,气泡表面带有特定抗体,能够与靶细胞结合,然后“浮到表面”。Akadeum公司CEO Brandon McNaughton表示,该公司计划在未来两到三年内在全美国推广产品甚至销往国外。 br/ /p p   来自威斯康星大学的 Capio BioSciences公司也开发了一种类似的技术,名为CapioCyte。该技术整合了细胞滚动和多价结合功能。Capio BioSciences创始人Seungpyo Hong解释道,CapioCyte与其他CTC捕获技术不同之处在于,该技术结合了仿生学和纳米技术。癌症筛查和早期诊断是一个极大的市场,但Hong指出,每个患者的CTCs所呈现的高度变异数量和表型表明,CTCs的预后价值将在未来得到进一步探索。 /p p   除此之外,美国堪萨斯大学还在2018年5月公布了一项关于 strong 微流体平台的研究 /strong , strong 该平台可以对包括多发性骨髓瘤在内的克隆性浆细胞疾病患者的循环浆细胞进行检测 /strong 。在堪萨斯大学大学化学与机械工程专业教授Stephen Soper主导下,研究团队在2016年创建了Biofuidica公司,进一步开发一款使用正弦微流控技术的诊断工具。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 学术成果不断涌现 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 商业进程之外,关于CTC的学术成果在去年同样不断涌现。例如,来自加拿大英属哥伦比亚大学的研究人员便开发了一款 strong CTC富集系统 /strong 。研究团队认为,通过结合生物物理富集和激光捕获显微切割(LCM),该系统在一定程度上克服目前液体活检技的局限性。在本研究中,课题组通过溶解红细胞从前列腺癌血样中富集CTCs,使用一种特殊的微流体细胞分类方法分离白细胞和CTCs。为了提取单个CTC用于激光捕获显微切割,研究小组通过免固定染色选择肿瘤细胞,将细胞样本嵌入水凝胶基质中,使细胞固定。随后,研究小组然后使用一款短距离散焦UV激光提取包埋的细胞。 br/ /p p   此外,在去年4月份,来自加拿大多伦多大学的一个研究小组发布了一项关于 strong mRNA细胞计数法的检测方法 /strong ,将CTC分离和基因表达分析结合起来。研究人员使用两种磁性颗粒,选择性杂交肿瘤细胞中mRNA的不同区域,帮助分离细胞并评估每个细胞中RNA的含量。研究小组利用免疫荧光法以及mRNA方法或EpCAM捕获法检测到CTCs。研究人员发现mRNA细胞计数方法能够同时提供CTC数量和临床相关mRNA的缺失或存在的准确情况。但研究小组表示,他们还将需要在CTCs含量较少的早期癌症患者中测试这种方法。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(192, 0, 0) " 结语 /span /strong /p p style=" text-indent: 2em " 肿瘤液态活检的概念起源于CTC,相比ctDNA,发现较早却浮沉多年的CTC在几番打磨后逐渐发挥出自己的优势。借着二代测序技术的东风,ctDNA后来者居上占尽风头,但是CTC也完全没有落后。CTC分离和鉴定技术的发展使得相关研究再次成为肿瘤领域的焦点。如今,越来越多新的检测产品正在被使用,未来可能还会出现更多。随着更多数据的积累与临床证据的支持,液体活检的使用或将变得更加常规化。 br/ /p
  • Nature、Cell等高水平文献带您解析:单细胞组学研究过程中保持细胞存活的全新方案!
    目前,单细胞组学分析大都依赖于将细胞裂解的方案,单细胞活检是少有的非侵入性的单细胞分析方法,它允许研究人员在不杀死细胞的情况下获取细胞的转录组信息,单细胞组学通过分离和分析单个细胞的分子成分来阐述细胞异质性。从单细胞活检中获得的基因表达谱是裂解方案获取细胞转录组的全面升级 (Chen et al., Nature, 2022)。FluidFM OMNIUM在单细胞组学研究中的特征:多功能单细胞显微操作系统- FluidFM OMNIUM,可以自动、高效的完成单细胞提取或单细胞注射实验,可有效应用于原位活细胞基因测序Live-seq和单细胞活检,让研究人员能够在不杀死细胞的情况下对细胞进行转录组测定,从而为单细胞转录组学带来新的范式。在表型分型前记录细胞转录组。记录随时间推移的转录事件,以揭示分子成分如何影响细胞行为。直接链接单个细胞的历史和生长轨迹,揭示过去的细胞状态和了解细胞的谱系决定。在接受特定疗法之前和之后,对异质性疾病的单细胞进行活检,以确定用于早期药物开发的分子标签。FluidFM OMNIUM进行单细胞活检的显著优势:无创单细胞活检在不改变基因表达、细胞表型或细胞间相互作用的情况下获得可靠的结果。通过活检对单细胞进行连续和实时监测FluidFM提取保留细胞活力:在相同的运行中从相同的细胞中提取几次或随时间周期性地提取。分析时间序列基因表达单细胞转录组序列分析Live-seq活细胞单细胞测序和单细胞活检是如何进行:Live-seq活细胞单细胞测序方法将FluidFM OMNIUM系统与高灵敏度的低输入RNA-seq方案配对。FluidFM OMNIUM可以从活单细胞的细胞室中提取亚皮升体积,然后分离提取物进行进一步分析。通过避免破坏性方法(如细胞裂解),可以在同一细胞上进行进一步的下游分子和表型分析,甚至随着时间的推移进行转录组分析。这将为您的转录组学、代谢组学、蛋白质组学或任何其他组学研究引入发展路径分析而不是终点分析。专属的——在FluidFM操作软件中内置了专属的Live-seq应用工作流程。易用的——仅需在电脑界面上用鼠标进行指向和点击的操作即可。先进的——空心的、具有力学感应的FluidFM探针(请参考下面FluidFM探针图)FluidFM探针:用金字塔的横截面可以看到镂空的中间通道。FluidFM技术进行单细胞组学研究相关文章:使用Live-seq进行全基因组测序来自中国科学院深圳先进技术研究院的陈万泽研究员等展示了Live-seq活细胞单细胞测序技术的建立,这是一种利用FluidFM技术提取RNA并保留细胞活力的单细胞转录组分析方法。通过使用巨噬细胞暴露于脂多糖(LPS)的模型,他们能够根据影响巨噬细胞LPS反应异质性的能力进行全基因组排序。此外,研究表明Live-Seq可用于连续描绘LPS刺激前后单个巨噬细胞的转录组。这使得细胞轨迹的直接映射成为可能,并将scRNA-seq从终点法跨越到突破性的时间分析方法。W. Chen, O. Guillaume-Gentil, P. Yde Rainer, C. G. Gä belein, W. Saelens, V. Gardeaux, A. Klaeger, R. Dainese, M. Zachara, T. Zambelli, J. A. Vorholt & B. Deplancke. Live-seq enables temporal transcriptomic recording of single cells. (Aug 2022) Nature, doi:10.1038/s41586-022-05046-9.单细胞提取质谱联用来自ETH的Guillaume等利用FluidFM技术,通过亚皮升分辨率无损定量地提取细胞内液,然后进行飞行时间质谱分析。通过这种方法,他们从单个HeLa细胞质中检测和鉴定了几个代谢物。通过13C-Glucose摄取实验进行了验证,这表明代谢物采样结合质谱分析是可能的,同时保留了生理环境和被分析细胞的活力。O. Guillaume-Gentil, T. Rey, P. Kiefer, A.J. Ibáñ ez, R. Steinhoff, R. Brö nnimann, L. Dorwling-Carter, T. Zambelli, R. Zenobi & J.A. Vorholt. Single-Cell Mass Spectrometry of Metabolites Extracted from Live Cells by Fluidic Force Microscopy. (May 2017) Anal Chem., 89(9), 5017-5023. doi:10.1021/acs.analchem.7b00367.单细胞提取后细胞内分子成分分析来自ETH的Guillaume等证明了使用FluidFM以亚皮升的分辨率对单细胞的细胞质和核质部分进行定量采样,然后对从细胞质或细胞核中提取的可溶性分子进行全面分析,包括检测酶活性和转录丰度等。O. Guillaume-Gentil, R.V. Grindberg, R. Kooger, L. Dorwling-Carter, V. Martinez, D. Ossola, M. Pilhofer, T. Zambelli & J.A. Vorholt. Tunable Single-Cell Extraction for Molecular Analyses. (Jul 2016) Cell, 166(2), 506-516. doi: 10.1016/j.cell.2016.06.025.相关产品1、多功能单细胞显微操作系统- FluidFM OMNIUM
  • 新型NADH荧光探针问世 实现细胞代谢实时检测与成像
    p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201708/insimg/8285de06-fab1-432b-acd4-3147494e96d5.jpg" title=" tpxw2017-08-10-03_副本.jpg" / /p p   在国家自然科学基金重大研究计划、国家杰出青年科学基金项目和面上项目的资助下,华东理工大学杨弋教授团队开发了一系列特异性检测还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)的高性能遗传编码荧光探针iNap,相关研究成果以“Genetically encoded fluorescent sensors reveal dynamic regulation of NADPH metabolism”(遗传编码的荧光探针揭示NADPH代谢的动态调节)为题于2017年6月5日以“研究长文”的形式在线发表在Nature Methods,2017年7月28日正式刊出。陶荣坤博士、赵玉政研究员和初环宇博士为共同第一作者。华东理工大学杨弋教授和中国科学技术大学刘海燕教授为文章的共同通讯作者。 /p p   烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH/NAD+)及其磷酸化形式(NADPH/NADP+),作为生物体内两对最重要的辅酶和核心代谢物,常被用作评价细胞代谢状态的关键指标,与衰老及相关疾病如癌症、糖尿病、肥胖症、心脑血管疾病、神经性退行性疾病等的发生发展密切相关。长久以来,细胞代谢的检测主要依赖酶学、色谱、质谱等,这些方法不仅破坏了细胞或生物体的完整性,更难以应用于高通量筛选。为了解决这一重要科学难题,2011年,杨弋教授团队利用合成生物学方法开发了一系列遗传编码的NADH荧光探针,实现了在活细胞及各种亚细胞结构中对NADH分子的实时动态、特异性的检测与成像(Cell Metabolism, 2011, 14, 555)。2015年,该团队又报道了可同时检测NAD+,NADH及其比率的第二代细胞代谢荧光探针NADH氧化还原比率探针(SoNar),像火眼金睛一样,可察觉到癌细胞与正常细胞的微细代谢差异(Cell Metabolism, 2015, 21, 777)。并进一步建立了细胞代谢荧光探针在单细胞、活体动物成像及高通量药物筛选方面的系统研究方法(Nature Protocols, 2016, 11, 1345)。 /p p   NADH和NADPH的荧光光谱相似,但是二者的生理功能却显著不同。NADH主要参与物质能量代谢,而NADPH主要参与合成代谢以及抗氧化,传统的自发荧光分析方法很难区分这两种小分子。该研究团队在第二代NADH荧光探针SoNar的基础上,通过对底物结合蛋白的理性设计和改造,开发了一系列高性能遗传编码荧光探针iNap,特异性检测NADPH,实现了在活体、活细胞及各种亚细胞结构中对NADPH代谢的高时空分辨检测与成像。该研究首次报道了癌细胞内不同亚细胞结构中游离的NADPH水平,发现了氧化应激时癌细胞内NADPH代谢受葡萄糖水平动态调节。研究团队也进一步发现人体内源性类固醇激素DHEA通过抑制G6PD活性和激活AMPK活性,对NADPH代谢实现双向调节作用。鉴于AMPK信号通路在衰老、糖尿病、肥胖症以及癌症中的重要角色,这一研究结果有望破解DHEA作为一种药物和膳食补充剂在这些疾病方面发挥出的有益作用。NADPH作为细胞内的还原力,在生理或病理条件下发挥重要角色。该研究报道的细胞代谢荧光探针iNap,不仅可应用于抗氧化、AMPK、脂肪酸合成等代谢途径与通路分析,也可用于衰老及相关疾病创新药物的发现。 /p
  • 这项流式标准,9月1日实施!增加流式细胞仪性能验证,流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群指南发布
    2024年4月1日,卫健委发布WS/T360-2014《流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群指南》,本标准于2011年首次发布,本次为首次修订。与WS/T360-2011相比除结构调整和编辑性改动外,主要技术内容变化如下:【1】增加了流式细胞仪性能验证内容(见5.1);5.1流式细胞仪的性能验证5.1.1 验证时机当新仪器启用前、搬移后、仪器发生重大维修(如更换激光、光纤、光电倍增管或流动室等)后、仪器软件系统更新后、仪器性能出现问题或环境严重失控时,需对流式细胞仪进行性能验证,所用流式细胞仪应符合医疗器械注册要求。荧光通道线性应在流式细胞仪常规使用过程中每年至少进行1次验证。5.1.2 验证参数验证参数应包括灵敏度、分辨率、荧光通道线性、仪器稳定性和携带污染率等。5.1.2.1 灵敏度5.1.2.1.1 散射光灵敏度采用己知大小的校准微球检测仪器的FSC和SSC。在散射光FSC/SSC散点图上,应检测出直径0.5μm或更小的微球,或满足制造商声明的要求。5.1.2.1.2 荧光灵敏度即流式细胞仪能检测到标准荧光微球上的最少荧光分子数,可用等量可溶性荧光分子(MoleculesfEquivalent Soluble Fluorochrome,MESF)表示。可采用2~4种不同荧光素校准微球针对所用激发光源进行检测,其中FITC、PE及APC等通道的平均荧光强度(x)与其荧光分子数(y)分别进行双对数线性回归,得公式y=a+bx,其截距a的反对数值即为流式细胞仪的荧光灵敏度。FITC的荧光灵敏度应≤200MESF、PE的荧光灵敏度应≤100MESF、APC≤200MESF,或满足制造商声明的要求。5.1.2.2 分辨率5.1.2.2.1 散射光分辨率采用EDTA盐或肝素抗凝全血,取适量样品稀释后直接上机测定,标本在FSC/SSC散点图可将红细胞和血小板清晰地区分开 取适量样品裂解红细胞后上机测定,标本在FSC/SSC散点图可将淋巴细胞、单核细胞、粒细胞清晰地区分开,即认为散射光分辨率符合要求。示意图参见附录A。5.1.2.2.2 荧光通道分辨率采用校准微球上机测定,各荧光通道的分辨率CV值应符合制造商声明的要求。5.1.2.3 荧光通道线性可采用含有不同荧光强度的校准微球(已知其相应荧光素的可溶性荧光分子数)进行检测,计算每-种荧光微球的MFI,MFI与己知理论值的相关系数r应≥0.98,此方法适用于校准微球上的荧光素可被定量检测的荧光通道。亦可同时使用两种荧光强度不同的微球,在待测荧光通道下,通过改变光电检测器的电压,使两种荧光微球的实际MFI检测值由低到高分布,两种荧光微球的荧光强度比值应保持不变。此方法适用于流式细胞仪所有荧光通道。5.1.2.4 仪器稳定性连续开机条件下,采用荧光微球在开机稳定后0h和8h各检测一次FSC及各荧光通道的IFI,以第一次检测时间点测定的各通道MFI值作为基线值,荧光微球8h上机测定的每一通道的MFI变化范围均应在基线值土10%范围内。5.1.2.5 携带污染率使用浓度为5000个/HL~10000个/HL的校准微球上机进行测定,获取至少100000个颗粒,连续测定3次,计算检测通道内设定区域的颗粒数,分别记为H1、H2、H3:再使用空白溶液上机测定,获取颗粒303,连续测试3次,计算该检测通道内设定区域的颗粒数,分别记为L1、L.2、L3。按照此步骤重复循环3次。按携带污染率公式[(L1-L3)/(H3-L3)]X100%进行计算,取最大值。携带污染率应≤0.5%。【2】完善了仪器质量控制和项目性能验证内容(见5.2、7.2.2);5.2外周血淋巴细胞亚群检测系统的性能验证5.2.1 验证时机及验证内容淋巴细胞亚群检测项目临床开展初期、更换试剂品牌、更换检测系统或仪器的重大部件维修后,应对检测项目的精密度、稳定性、线性范围、可比性和正确度等参数进行验证。5.2.2 验证方法建议使用配套试剂盒时开展性能验证,使用自选试剂时实施性能确认:需要分别描述性能验证和性能确认的方法和评价标准。5.2.2.1 精密度5.2.2.1.1 批内精密度选取至少5个新鲜全血样品,样品的淋巴细胞亚群细胞计数应覆盖低中高水平。每个标品从荧光染色到上机检测重复3次,并确保所有测试都在同一台仪器的同一批内测定,整个操作过程由同一个操作人员完成。先计算每个样品重复3次后检测结果的CV,然后计算所有样品的平均CV,所有样品的平均C宜10%,最大不超过20%。实验室可根据不同水平的淋巴细胞亚群细胞计数设定不同程度的可接受Q标准。5.2.2.1.2 日间精密度宜使用正常和异常两个浓度水平的全血质控品,每天从荧光染色到上机测定重复操作3次,至少市复4天,整个操作过程可由不同操作人员完成。先计算每天每个全血质控品重复3次检测结果的CV值,然后据此计算每个全血质控品4天的平均CV,最后得出两个全血质控品检测结果的平均CV。结果判定同本标准第5.2.2.1.1条。5.2.2.2 稳定性5.2.2.2.1 样品稳定性验证样品在确定的抗凝及处置条件下的稳定性。采集健康人或患者的样品至少5份,即刻染色-裂晖-固定并上机测定,以此结果作为基线参考水平,按照实验室的具体环境温度控制条件和预期的样品待检时间,在抗凝剂保存时间内,设置不同的时间点对上述样品进行重复处理和上机测定,获取检测结果,并与基线水平结果进行比较以相对偏差或绝对偏差表示,检测结果应符合实验室制定的验证要求。险证要求的制定应考虑不同水平的淋巴细胞亚群计数设定不同程度的偏差值,淋巴细胞亚群计数过低者,宜以绝对偏差进行验证:亦可对试剂说明书声明的稳定性条件进行验证。5.2.2.2.2 处理后标本稳定性旨在明确处理后标本的最长待检时间。采集健康人或患者的样品至少5份,对完成染色-裂解-固定后的标本即刻上机检测结果作为基线水平。按实验室获得检测结果的最长可接受时间为期限,设置不回的时间点对固定后标本进行上机检测。结果判定同本标准第5.2.2.2.1条。亦可对试剂说明书声明的稳定性条件进行验证。5.2.2.3 线性范围适用于淋巴细胞亚群绝对细胞计数。根据试剂说明书声明的线性范围,取一份淋巴细胞计数或亚群计数接近线性范围上限的临床样品,采用样品稀释液按照比例制备5~9个不同浓度的标本(如0、25%、50%、75%、100%等),浓度范围应覆盖临床医学决定水平:通过染色-裂解-固定后,上机测定,每个标本重复测定4次,取均值。分析实际测定的亚群细胞数量均值与理论值之间的相关性,相关系数应≥0.975。5.2.2.4 可比性5.2.2.4.1 不同检测系统间的可比性验证宜使用至少5份新鲜全血样品(样品的淋巴细胞亚群细胞计数应覆盖低中高水平)和2份不同浓度水平的全血质控品,完成染色-裂解-固定后,分别采用待评价检测系统和比对检测系统进行检测。比对检测系统应为仪器性能良好、规范开展室内质量控制、室间质量评价成绩合格的淋巴细胞亚群常规检测系统,以比对检测系统的测定结果为参考,计算相对偏差或绝对偏差。检测结果应符合实验室制定的验征要求。验证要求的制定应考虑不同水平的淋巴细胞亚群计数设定不同程度的偏差值,淋巴细胞亚群计敬过低者,宜以绝对偏差进行验证。5.2.2.4.2 抗体试剂批次变更前后的可比性验证宜使用至少3份健康人的新鲜全血样品和2份不同浓度质控品采用新批号抗体试剂和当前批号抗体试剂进行荧光染色、上机检测,以当前批号试剂检测结果为参考,计算相对偏差或绝对偏差。检测结果立符合实验室制定的验证要求,验证要求的制定应考虑不同水平的淋巴细胞亚群计数设定不同程度的偏叁值,淋巴细胞亚群计数过低者,宜以绝对偏差进行验证。5.2.2.4.3 不同检测人员间的可比性验证宜使用至少5份新鲜全血样品和2份不同浓度水平的全血质控品分别由实验室内淋巴细胞亚群检测培训合格的不同检测人员完成染色-裂解-固定、上机检测和数据分析,计算不同检测人员间检测结果的相对偏差或绝对偏差。验证结果应符合实验室制定的验证要求。5.2.2.5 其他可使用室间质评回报结果验证淋巴细胞亚群项目的准确度亦可采用包含正常和异常浓度水平的具有溯源链的定值样品验证正确度,每一样品重复测定3次,每次测量值均在给定范围内且3次测量值的均值与标准值的偏倚在允许范围内为通过。选择至少20份表观健康人样品按照常规方法进行淋巴细胞亚群参考区间验证。7.2.2 仪器稳定性验证7.2.2.1 光路/液路稳定性验证检测当天宜使用校准微球进行光路/液路稳定性验证。记录每个检测通道的分辨率的变异系数(CV),CV值应满足本标准第5.1.2.2.2条荧光通道分辨率要求。7.2.2.2 检测通道电压稳定性验证和调整应使用标准微球进行各检测通道电压验证检测通道电压的浮动应在标准微球的说明书允许范围或者实验室自建的可接受范围内。自建方法如下:在相同的电压设置下,10~20个工作日内检测标准微球20次,使用Levy-Jennings图建立每个参数的可接受范围(均值士2SD和均值士3SD)。【3】梳理和保留了检验前、检验中、检验后过程的内容及要求(见第6、7、8章);【4】删减了标本采集和处理及临床意义内容(见2011年版的第4、10章);【5】增加了淋巴细胞亚群六色分析方案(见4.1.3、附录C)。以下为完整内容:本标准由国家卫生健康标准委员会临床检验标准专业委员会负责技术审查和技术咨询,由国家卫生健康委医疗管理服务指导中心负责协调性和格式审查,由国家卫生健康委员会医政司负责业务管理、法规司负责统筹管理。本标准起草单位:中国医学科学院肿瘤医院、北京医院/国家卫生健康委临床检验中心、北京大学第一医院、中国医学科学院北京协和医院、上海市交通大学医学院附属第一人民医院、上海交通大学医学院附属新华医院、上海长征医院、苏州大学附属第一医院/江苏省血液研究所。本标准主要起草人:崔巍、彭明婷、屈晨雪、黄春梅、李莉、沈立松、周琳、朱明清、崔婵娟、李臣宾。
  • 多功能单细胞显微操作技术在病毒研究中的应用 ——在单病毒粒子--单细胞水平上研究病毒的感染
    病毒的感染研究通常是在大量细胞实验中进行的,一般要将许多培养细胞同时暴露于病毒中,这就使得研究单个病毒侵入事件和研究病毒在单个细胞之间的感染传播十分困难。多功能单细胞显微操作FluidFM技术通过温和的、微通道和力反馈控制的探针,将单个病毒粒子突破性的沉积在选定的单个细胞上,从而实现前所未有的控制,在单个病毒粒子--单个细胞水平上研究病毒感染。FluidFM技术可以帮助阐明关于毒性、病毒复制或宿主免疫应答的基本问题,从而促进新型抗病毒药物和疫苗的开发。放置单个病毒粒子单个病毒粒子可以被放置在您选择的细胞上的确切位置注入单个病毒粒子直接将单个病毒粒子注入特定细胞的细胞质或细胞核中测量生物量的变化测量细胞硬度的变化和单细胞力谱对感染细胞进行分离、提取和分析分离被感染的细胞,或进行单细胞活细胞提取,进而进行测序、质谱等分析观察和监测通过集成的成像系统和追踪软件对细胞进行长时间连续监测 FluidFM技术如何提升您的病毒学实验? 1. 在病毒感染方面获得全新的视角FluidFM技术为病毒学研究引入了新的实验可能性,允许在贴壁细胞培养中控制病毒粒子与您所选择的细胞进行的相互作用。这为我们提供了全新的视角:细胞进入和感染机制方面;细胞反应、病毒协同性和病毒生命周期阶段;增殖,扩散率和细胞间感染方面FluidFM操作病毒的工作原理 2. 量化宿主防御和病毒协同性通过在细胞上放置一定数量的病毒粒子,宿主细胞对病毒的防御就可以被量化。因此,可以研究感染概率、宿主防御的局限性以及病毒粒子之间的合作关系。1个病毒粒子通过FluidFM微管的空心悬臂准备放置。图片由苏黎世联邦理工学院P. Stiefel提供。4个病毒粒子沉积在一个选定的单细胞上。图片由苏黎世联邦理工学院P. Stiefel提供。 3. 监测病毒在细胞间传播FluidFM技术一体机集成了CO2和温度控制的活细胞模块,同时也集成了成像模块。这保证了受感染细胞的细胞培养环境,并与软件支持的自动追踪功能一起,允许长时间观察受感染或操纵受感染细胞。这使得我们可以详细了解病毒感染是如何从宿主细胞传播到邻近细胞乃至传播到其他培养细胞的。 4. 将单个受感染细胞导入正常培养基,或将单个正常细胞导入处理培养基轻柔地从贴壁或悬浮培养中取出单个细胞,以高的精度定位地将其放入另一个孔板中,这样的操作可以充分保证细胞的活力。使得将单个感染细胞引入健康培养基后的进一步研究成为可能。同样的方法也可以用于将健康细胞、耐药细胞或药物处理后的细胞放置于受感染的培养基中。分离单个细胞 5. 单细胞活细胞的提取,以便进一步分析FluidFM技术可以根据形态学或荧光标记从培养物中分离出单个细胞。在保持完全存活的情况下,这些感兴趣的细胞可以在新的培养皿中扩增,或进行进一步的蛋白质组学或转录组学分析。甚至可以进行单细胞活细胞检测,如Live-Seq、TOF等。 6. 从感染的单细胞中获得单细胞力谱FluidFM探针集成了力学反馈功能,允许定量的机械相互作用,可达pN别的力学分辨率。测量由单个细胞感染引起的生物物理变化,如硬度的变化,粘附力的变化,甚至质量的变化。因此,FluidFM可以将病毒在宿主细胞上引起的形态变化与机械变化联系起来。单个细胞从完全贴壁、融合的培养状态中被拽离出来,并记录单细胞力谱。视频由德国Würzburg大学医药与牙医科学院A. Sancho和J. Groll提供参考文献:[1]. Koehler, M., Petitjean, S.J.L., Yang, J., Aravamudhan, P., Somoulay, X., Lo Giudice, C., Poncin, M.A., Dumitru, A.C., Dermody, T.S. & Alsteens, D. Reovirus directly enganges integrin to recruit clathrin for entry into host cells. (2021) Nature communications, 12, 2149.[2]. J. Yang, J. Park, M. Koehler, J. Simpson, D. Luque, J.M. Rodriguez & D. Alsteens. Rotavirus Binding to Cell Surface Receptors Directly recruiting a-integrin. (2021). Advanced Nanobiomed Research.[3]. Guillaume-Gentil, O., Rey, T., Kiefer, P., Ibáñez, A. J., Steinhoff, R., Brönnimann, R., Dorwling-Carter, L., Zambelli, T., Zenobi, R., & Vorholt, J. A. (2017). Single-Cell Mass Spectrometry of Metabolites Extracted from Live Cells by Fluidic Force Microscopy. Analytical Chemistry, acs.analchem.7b00367.[4]. Guillaume-Gentil, O., Grindberg, R. V., Kooger, R., DorwlingCarter, L., Martinez, V., Ossola, D., Pilhofer, M., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2016). Tunable Single-Cell Extraction for Molecular Analyses. Cell, 166(2), 506–516.[5]. Guillaume-Gentil, O., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2014). Isolation of single mammalian cells from adherent cultures by fluidic force microscopy. Lab on a Chip, 14(2), 402–414.[6]. Guillaume-Gentil, O., Potthoff, E., Ossola, D., Dörig, P., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2013). Force-controlled fluidic injection into single cell nuclei. Small, 9(11), 1904–1907.[7]. P. Stiefel, F.I. Schmidt, P. Dörig, P. Behr, T. Zambelli, J. A. Vorholt, and J. Mercer. Cooperative Vaccinia Infection Demonstrated at the Single-Cell Level Using FluidFM. Nano Letters, 2012.
  • 基于拉曼光谱学的新激光探测仪能“听”出脑内癌细胞
    在脑外科手术中,医生的眼睛在显示屏和病人间来回穿梭会影响他们的专注力。据《新科学家》杂志网站11月7日报道,英国几个大学和医院的科学家合作开发出一种激光探测仪,能把脑细胞光谱信号转换成音频,让医生通过“听”来辨别癌细胞与健康细胞。新技术能帮助医生更快速、更安全地完成脑外科手术。  新激光探测仪在去年研发基础上改进而成。之前的探测仪也能帮助医生辨别脑内癌细胞所在区域,但只能通过显示屏可视化呈现。而新探测仪能将图谱信号转换成音频信号,使医生能“听”出脑内癌细胞,从而将眼睛集中于手术切除部位。参与研究的斯特拉斯克莱德大学的马修贝克表示,新技术能精准地发出信号指导,让医生“目不转睛”地专注于手术。  激光探测仪的工作原理基于拉曼光谱学,可向脑细胞发出激光,并对反射回来的光谱进行分析,形成一个类似细胞指纹的光谱图。光谱图的形状能告诉医生所照射细胞是否癌变。研究团队这次为探测仪安装了一套全新的音频信号软件,该软件能够捕获图谱信号的重要特征,并将这些信号特征转换成声音。  初步检测结果表明,只用耳听,医生依靠激光检测仪辨别出健康细胞和癌变细胞的准确率高达70%。贝克表示,虽然比看光谱信号90%的准确率要低,但他们有信心通过改进继续提高。  对脑癌患者来说,癌变细胞未清除干净会留下复发和转移隐患,而切除健康细胞,神经功能又会受到损害,造成严重的副作用。下一步,他们将争取早日对激光检测仪进行临床试验,以帮助医生尽量将癌变脑细胞清除干净,又不会切除健康细胞。
  • 专家共识 | 淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤中应用的专家共识
    血液肿瘤是起源于造血系统的恶性肿瘤,其发病机制复杂,环境因素、遗传因素、免疫因素等都被认为与疾病的发生、进展密切相关。淋巴细胞亚群中的T淋巴细胞、B淋巴细胞、自然杀伤淋巴细胞及淋巴细胞功能亚群调节性T细胞是细胞免疫检测的常用指标,广泛用于血液肿瘤患者的免疫状态评估、疾病复发或转移风险预测及治疗指导等。为了更加深刻认识淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤中的作用,加强其检测过程的质量管理,促进其规范地应用于临床,由中国医药质量管理协会医学检验质量管理专业委员会牵头组织国内血液肿瘤和临床检验领域多位专家,制定了该专家共识。该共识介绍了淋巴细胞亚群的检测方法,归纳总结了其对血液肿瘤筛查、复发转移预警及预后评估、合并感染风险预警、造血干细胞移植后免疫重建监测与移植物抗宿主病预防、嵌合抗原受体T细胞免疫治疗后监测、用药指导与疗效监测等方面的应用,并对血液肿瘤患者的监测方案与随访时机选择做出了推荐。淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤中应用的专家共识中国医药质量管理协会医学检验质量管理专业委员会通信作者:杨再林,E-mail:804728092@qq.com武坤, E-mail:wukun@ydyy.cn 刘耀, E-mail:liuyao77@cqu.edu.cn本文已被本刊录用并于5月9日在中国知网发表,转载、引用请注明出处。知网首发网址:https://kns.cnki.net/kcms/detail/50.1176.R.20230508.1716.002.html原文阅读:淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤中应用的专家共识血液肿瘤是起源于造血系统的恶性肿瘤,具有高度异质性。2022版《造血与淋巴组织肿瘤WHO分类》根据肿瘤细胞的来源,将血液肿瘤主要分为髓系增殖和肿瘤、髓系/淋系肿瘤和其他谱系未定白血病、组织细胞/树突状细胞肿瘤、B淋巴细胞增殖性疾病和肿瘤、T淋巴细胞增殖性疾病和肿瘤、NK细胞肿瘤、淋巴组织间质源性肿瘤、遗传性肿瘤综合征8个大类。血液肿瘤的发生、发展和转归与其患者机体的免疫功能,尤其是细胞免疫功能密切相关[1-2]。随着疾病的发生发展,免疫微环境也随之发生相应变化,进而引起外周血中各种免疫细胞亚群的改变。淋巴细胞是构成人体免疫系统的主要细胞,根据淋巴细胞表面的标记物和功能,淋巴细胞可以分为许多不同的群体。临床上常用流式细胞术(FCM)对外周血中的不同群体的淋巴细胞进行鉴别和计数,包括CD3+T淋巴细胞,CD3+CD4+辅助/诱导T淋巴细胞,CD3+CD8+抑制/杀伤T淋巴细胞,CD3-CD19+B淋巴细胞,CD3-(CD16+CD56)+NK淋巴细胞,简称为TBNK,及CD3+CD4+CD25+CD127low/-调节性T细胞(Treg)[3]等。本共识中将TBNK和Treg统称为淋巴细胞亚群。血液肿瘤作为造血干细胞异常的恶性肿瘤,疾病的多种因素会影响免疫细胞的产生、增殖及分化,使外周血的淋巴细胞数量与功能产生异常[4],导致免疫功能失调[5-6],因此对血液肿瘤患者进行规范的淋巴细胞亚群检测十分必要。为了规范淋巴细胞亚群检测中的实验方案、技术操作,使更多相关领域的临床、科研和实验室技术人员认识到淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤患者诊断、预后评估、治疗指导中的作用及注意事项,进一步促进其在血液肿瘤中的应用,中国医药质量管理协会医学检验质量管理专委会结合文献学习和多家医疗机构的临床工作实践制定了本专家共识。 1淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤中的意义 1.1 血液肿瘤的发生、进展、预后与免疫功能的关系正常情况下,免疫系统对肿瘤细胞有监视和清除作用,维持机体内环境的稳定。免疫功能异常可能会导致细胞免疫和体液免疫失调,从而为肿瘤的发生和发展提供条件[7-9];在病原体感染时免疫系统也会受到影响,当免疫功能下降时,肿瘤发生的风险增加[10-11]。文献报道急性白血病、B细胞淋巴瘤等患者常见外周血T细胞数量及CD4+/CD8+比值下降,并伴免疫功能紊乱[12-13]。Treg的主要功能是抑制自身免疫应答,维持免疫平衡,避免过度的炎症反应和自身免疫性疾病的发生,在免疫系统中发挥重要的负向调控作用。在血液肿瘤中,Treg一方面可以通过抑制对肿瘤细胞的免疫反应来促进肿瘤生长;另一方面也可通过抑制炎症和防止可能导致肿瘤发展的自身免疫反应而发挥保护作用。研究发现,多种类型的血液肿瘤患者Treg数量呈现上升趋势,可能会导致肿瘤免疫逃逸的发生[14-15]。此外,一些淋巴细胞产生的细胞因子,如白细胞介素6、肿瘤坏死因子α等,在血液肿瘤患者中异常表达,进一步说明了机体免疫功能异常和血液肿瘤之间关系密切[16-18]。近年来,一些新型的免疫治疗策略也在血液肿瘤的诊疗中发挥日益重要的作用,例如采用免疫检查点抑制剂、嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)治疗、双重特异性抗体治疗等[19-22],这些治疗手段主要是通过增强免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤作用,来达到治疗目的。1.2 淋巴细胞亚群在血液肿瘤中的临床意义淋巴细胞亚群在血液肿瘤中的临床应用主要包括以下方面。(1)部分血液肿瘤的筛查。血液肿瘤包括多种类型,其中一些类型可表现为特定淋巴细胞亚群的增殖和分化异常,通过淋巴细胞亚群检测可以对这些类型的血液肿瘤进行初筛。如急性淋巴细胞白血病(ALL)、慢性淋巴细胞增殖性疾病(CLPD)等[23]。(2)肿瘤复发及转移预警及预后评估。Treg在多种血液肿瘤中比例增加,可以通过抑制免疫细胞杀伤作用来帮助肿瘤细胞逃脱免疫监视,并且与恶性程度、转移倾向、复发率等预后指标密切相关[24-26]。(3)合并感染风险预警。(4)造血干细胞移植治疗患者的免疫重建评估与移植物抗宿主病(GVHD)预防。Treg可以作为急性和慢性GVHD的生物标志物[27-29]。(5)CAR-T治疗患者的规范化管理和评估。(6)靶向药物、免疫抑制剂和化疗药物的疗效监测,治疗指导[30-31]。 2 淋巴细胞亚群检测的主要方法和结果报告 2.1 外周血淋巴细胞亚群检测的主要方法淋巴细胞亚群主要通过FCM进行检测。根据中华人民共和国卫生行业标准(WS/T 360-2011)《流式细胞术检测外周血淋巴细胞亚群指南》[32],FCM检测淋巴细胞亚群时,可以采用双平台法或单平台法。首选乙二胺四乙酸二钾(EDTA-K2)抗凝真空管进行外周静脉血标本采集,并在24 h内进行检测。送检时间超过30 h应该采用肝素钠或枸橼酸钠抗凝,可在室温下稳定保存至48 h,若用双平台法,应采用同一标本进行白细胞计数和分类,则应该选择EDTA-K2作为抗凝剂。若送检时间超过48 h,应该使用流式细胞检测专用的样本保存液或样本保存管,可稳定保存至14 d。TBNK检测推荐的单抗为CD45、CD3、CD4、CD8、CD19、CD16、CD56,Treg检测的单抗为CD4、CD25、CD3、CD127。CD3+T细胞标记为CD3+,CD4+T细胞标记为CD3+CD4+,CD8+T细胞标记为 CD3+CD8+,B细胞标记为CD3-CD19+,NK细胞标记为CD3-(CD16+CD56)+,Treg细胞的标记为CD3+CD4+CD25+FoxP3+或CD3+CD4+CD25+CD127low/-。T细胞表面CD127的低表达与T细胞质内FoxP3的高表达具有良好的相关性[33-35],且以CD127为标志进行检测方法明显优于以细胞质内FoxP3为标志的检测方法[36-38],因此也可以使用CD127替代FoxP3进行Treg细胞的分析。上机检测前应采用配套的标准微球对仪器进行全程质控。推荐每管获取淋巴细胞数应不小于10 000个,得到的检测数据可通过调整荧光补偿、圈门等将各种不同表型的淋巴细胞亚群区分开[39-41],进而得到各群细胞的相对比例及计算绝对数。推荐同时报告淋巴细胞亚群的百分比和绝对计数结果。2.2 外周血淋巴细胞亚群检测的结果报告通常应报告以下内容:CD3+T细胞、CD4+T细胞、CD8+T细胞、B细胞和NK细胞的相对计数(百分比)和绝对计数(绝对值)、CD4+/CD8+比值、Treg细胞占CD4+T细胞的百分比。2.2.1 外周血淋巴细胞亚群检测的参考区间近年来已有多篇文献发布了我国不同地区、年龄、民族健康人群的TBNK、Treg细胞参考区间[42-46]。在2023年2月中华医学会健康管理学分会发表的《TBNK淋巴细胞检测在健康管理中的应用专家共识》中公布了一项对我国九省(湖北、河南、广东、吉林、山东、山西、江苏、浙江、四川)20~60岁健康成人TBNK淋巴细胞参考区间的研究结果[45- 47],可供参考,见表1。在2017年一项研究中发布了健康成年人外周血Treg细胞参考区间[48],可供参考,见表2。由于Treg在多种疾病的临床治疗与疗效观察方面具有重要探讨价值,近年来许多国内实验室均报告了疾病观察组与健康对照组中外周血Treg细胞占CD4+T细胞的参考区间,如张宁等[49]报道了健康对照组参考区间为(4.52 ± 0.50)%,陈赛英等[50]报道了健康对照组参考区间为(6.85 ± 1.86)%,XU等[51]报道了健康成人的参考区间为(5.52 ~ 7.70)%,QIU等[52]报道了健康对照组参考区间为(5.70 ± 1.43)%。淋巴细胞亚群参考区间的建立受年龄、性别、种族、地域及仪器试剂等众多因素影响[47],建议有条件的实验室可以针对本地区、本实验室检测体系等建立自己的参考区间及评价体系。调查健康人群淋巴细胞亚群的参考范围,建立95%可信区间的参考值区间,应满足每组至少120例健康样本数量[53]。此外,鉴于人员、仪器、试剂、方法、环境等诸多变化因素,实验室应对已建立的参考区间定期进行验证,每次验证应不少于20例健康样本,分布在参考区间外的测定值应不超过10%[32, 53]。若分布在参考区间外的测定值超过10%,则需要重新验证或考虑实验室分析程序、人群差异等其他因素。2.2.2 外周血淋巴细胞亚群检测报告的审核和发布进行淋巴细胞亚群检测的实验室都应该参加国家卫生健康委员会或省市级临检中心组织的室间质评,从而保证本室检测结果的准确性。在检测患者样品前,实验室人员应确认仪器状态正常和室内质控在控。在报告结果时,实验室人员要审核数据采集阈值的设置、抗体的组合方案、与实验结果相关的所有设门等,以排除样本异常和实验操作导致的检测结果异常。实验室人员还应根据检测结果的内部关系初步判断结果的可靠性。例如,数据应满足:CD3+% + CD19+% + (CD16+CD56)+% ≈(100 ± 5)%;CD4+% +CD8+% ≈ CD3+% (变化范围为5%~10%)[32]。若不满足,则需充分检查,必要时重复实验,在排除仪器、样品、操作等问题后如实报告检测结果,并需要重点分析该样本中是否存在异常表型的淋巴细胞,并用该样本制作血涂片镜检及进一步进行免疫分型对异常细胞进行鉴定,并及时与临床进行沟通。目前,由于国内没有针对Treg细胞检测项目的室间质评,因此应进行实验室间比对。 3 淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤患者中的应用 3.1 血液肿瘤的筛查当出现以下情况:(1)B或NK淋巴细胞显著增高;(2)CD3+CD4+CD8+T淋巴细胞或CD3+CD4-CD8-T淋巴细胞明显增高;(3)CD4/CD8比值大于10:1或小于1:10;(4)CD3+%+CD19+% +(CD16+CD56)+%明显大于或小于(100 ± 5)%、CD4+%+CD8+%明显大于或小于CD3+%(变化范围为5%~10%),在排除标本、仪器、设门、试剂及反应性改变等因素后,需要考虑标本中存在异常淋巴细胞,并结合临床进行血液肿瘤的筛查。血液肿瘤常见的淋巴细胞亚群改变见图1,血液肿瘤淋巴细胞亚群筛查与随访路径见图2。注:A表示T淋巴细胞群比例增高;B表示B淋巴细胞群比例增高;C表示NK细胞群比例增高;D、E表示同一患者T、B、NK三群淋巴细胞比例之和小于95%,存在不表达CD3、CD19、CD16和CD56的淋巴细胞;F表示CD4+T、CD8+T淋巴细胞群比例大致正常;G表示CD4+T淋巴细胞群比例降低,CD8+T淋巴细胞群比例增高;H表示CD4+T淋巴细胞群比例增高,CD8+T淋巴细胞群比例降低;I表示中CD4+CD8+T淋巴细胞群比例增高;J表示CD4-CD8-T淋巴细胞群比例增高。图1 血液肿瘤常见的淋巴细胞亚群改变注:A表示T淋巴细胞群比例增高;B表示B淋巴细胞群比例增高;C表示NK细胞群比例增高;D、E表示同一患者T、B、NK三群淋巴细胞比例之和小于95%,存在不表达CD3、CD19、CD16和CD56的淋巴细胞;F表示CD4+T、CD8+T淋巴细胞群比例大致正常;G表示CD4+T淋巴细胞群比例降低,CD8+T淋巴细胞群比例增高;H表示CD4+T淋巴细胞群比例增高,CD8+T淋巴细胞群比例降低;I表示中CD4+CD8+T淋巴细胞群比例增高;J表示CD4-CD8-T淋巴细胞群比例增高。注:MICM表示形态学、免疫学、细胞遗传学及分子生物学分型。图2 血液肿瘤淋巴细胞亚群筛查与随访路径3.2 血液肿瘤的复发、转移风险预警及预后评估当血液肿瘤患者外周血中出现CD4+和CD8T细胞减少,CD4+/CD8+比值降低,而Treg细胞明显增加时,提示肿瘤复发和转移的风险增加;CD3+、CD4+、CD8+T细胞的数量和比例与患者的完全缓解(CR)率、无复发生存期(RFS)和总生存期(OS)呈正相关,而Treg的数量和比例与CR率、RFS和OS呈负相关[54-58]。在急性髓系白血病(AML)患者中,NK细胞数量和比例与CR率、RFS、OS呈正相关[59],NK细胞数量减少的AML和多发性骨髓瘤(MM)可能有更差的预后[60-61]3.3 血液肿瘤合并感染风险预警感染是血液肿瘤患者的常见并发症[62],CD4+T淋巴细胞在免疫防御中发挥关键作用。当CD4+T淋巴细胞绝对计数<500个/μL时,血液肿瘤患者机会性感染风险会大幅升高[63]。CD4+T、CD8+T淋巴细胞数量低下的淋巴瘤患者,化疗后感染风险明显升高[64]。初诊时Treg细胞比例升高的血液肿瘤患者,其住院期间感染率明显增加[65]。3.4 造血干细胞移植后免疫重建监测及GVHD预防3.4.1 移植患者免疫重建监测造血干细胞移植(HSCT)后造血能力持久恢复与免疫系统功能调节密切相关,主要表现为免疫细胞数量的增加和细胞功能状态的恢复[66-67]。免疫重建受移植物来源、移植物数量与组分、预处理方案、胸腺功能等众多因素影响,但自体造血干细胞移植和异基因造血干细胞移植(allo-HSCT)患者外周血中TBNK、Treg细胞的重建规律基本相似。NK细胞恢复较快,一般移植后2~3周可恢复。CD3+CD8+T淋巴细胞一般移植后1~3月逐渐恢复,CD3+CD4+T淋巴细胞恢复通常需1年以上。CD3-CD19+B淋巴细胞移植后恢复时间不定,短至3个月,长至1年半以上。Treg细胞在移植早期通常比例非常低,移植晚期逐渐增多。3.4.2 移植患者GVHD预防GVHD是allo-HSCT患者需要面临的重要挑战。发生GVHD的患者,其疾病及移植相关死亡率大幅上升,尽早判断是否发生排异反应及抢先治疗是决定移植成败的关键。高炎症状态是GVHD的主要特点[68-69]。具有负调控炎症反应功能的Treg细胞随GVHD等级的增加呈下降趋势,有望成为预测急性GVHD(发生于移植后100 d内)和慢性GVHD(发生于移植100 d后)的特异性指标[70-71]。同时,植移后NK细胞迅速增加会促使炎症因子的大量分泌,从而促进急性GVHD发生[72-73]。因此allo-HSCT患者在早期植入阶段(输注后2~4周)、移植后早期阶段(输注后1~3月)、移植后晚期阶段(输注后3月以后)都建议行淋巴细胞亚群检测。3.5 CAR-T治疗患者的规范化管理和评估3.5.1 CAR-T细胞增殖监测CAR-T细胞免疫治疗目前已被用于治疗复发/难治性的血液肿瘤。定期监测CAR-T治疗患者体内的CAR-T细胞水平、肿瘤负荷、免疫功能(主要包括淋巴细胞亚群的比例和数量)和相关不良反应(细胞因子释放综合征、神经毒性等),是治疗后病情评估的重要手段[74-75]。患者回输CAR-T细胞后,可通过FCM监测外周血中CAR-T细胞的比例和数量,结果报告中一般包括总CAR-T细胞(占淋巴细胞)、CD4+CAR-T细胞(占T淋巴细胞)和CD8+CAR-T细胞(占T淋巴细胞)的比例和数量。有条件的实验室还可开展荧光定量聚合酶链反应法(qRT-PCR)监测CAR-T细胞增殖水平。多项临床试验数据显示,体内CAR‑T细胞增殖水平与疗效显著正相关[76-78]。3.5.2 淋巴细胞亚群监测淋巴亚群检测也被推荐与CAR-T细胞监测同时进行[75]。有研究通过检测患者CAR‑T细胞回输后第15天的外周血淋巴细胞水平,发现低水平的淋巴细胞数(血液肿瘤患者常伴有免疫功能失衡,细胞免疫功能往往处于免疫抑制状态,对突变细胞的识别和杀伤能力下降[94-95]。检测初诊时患者的淋巴细胞亚群,能有效判断患者免疫功能的初始状态。3.7.3 放化疗、免疫治疗及靶向治疗患者的淋巴细胞亚群监测与随访放化疗、免疫治疗及靶向治疗期间患者可呈周期性改变[96],可通过检测患者每个周期治疗前后的淋巴细胞亚群变化,来评估患者治疗期间免疫功能恢复情况及肿瘤复发和转移的风险。建议有条件的情况下,可在治疗结束后半年内每3个月跟踪检测,半年后每6个月进行随访。3.7.4 造血干细胞移植患者的淋巴细胞亚群监测与随访建议造血干细胞移植后患者的淋巴细胞亚群检测时间可在移植后第14天、第21天、1个月、2个月、3个月、6个月、1年、2年随访[97-101]。3.7.5 CAR-T治疗患者的淋巴细胞亚群监测与随访建议连续监测患者CAR-T细胞回输前1天、回输后第4天、第7天、第14天、第28天外周血淋巴细胞亚群变化情况,及治疗后2个月、3个月、6个月随访。见图3。图3 血液肿瘤淋巴细胞亚群检测与随访路径图 4 结语随着流式细胞术的广泛应用,用于免疫功能评价的淋巴细胞亚群检测在临床已广泛开展,通过TBNK、Treg这些指标,可以评估血液肿瘤患者免疫状况,为疾病诊断、分型,治疗方案的选择、化疗后感染预防,疾病转归等提供实验室依据,以及为血液肿瘤患者的个性化治疗提供参考。机体免疫功能是动态变化的,由于受年龄、药物、感染、营养、生理等众多因素的影响,存在较大的个体差异。不同疾病状态下淋巴细胞亚群检测结果也可能呈现出较大的差异,因此在参考范围的建立、报告结果解读等方面依然存在挑战。针对血液肿瘤患者,临床工作中需要建立患者个体化的淋巴细胞亚群基线水平,动态监测淋巴细胞亚群结果的变化趋势,并结合多种免疫功能检测指标,综合分析患者的免疫状态,为临床决策提供更加全面的参考。淋巴细胞亚群检测在血液肿瘤中具有重要的临床意义和广泛的应用前景,本共识的发布将有助于推动淋巴细胞亚群检测临床实践中的应用,促进血液肿瘤的诊断、治疗和预后评估水平的提高,期望能够为我国血液肿瘤的精准诊疗做出贡献。专家组组长:杨再林(重庆大学附属肿瘤医院)、武坤(昆明医科大学第一附属医院)、刘耀(重庆大学附属肿瘤医院)执笔人(按姓氏汉语拼音排列):陈双(重庆大学附属肿瘤医院)、程沈菊(昆明医科大学第一附属医院)、蒋亭亭(重庆大学附属肿瘤医院)、李轶勋(昆明医科大学第一附属医院)、刘耀(重庆大学附属肿瘤医院)、彭余(重庆大学附属肿瘤医院)、武坤(昆明医科大学第一附属医院)、杨再林(重庆大学附属肿瘤医院)专家组成员(按姓氏汉语拼音排列):陈曼(北京陆道培医院)、陈朴(复旦大学附属中山医院)、池沛冬(中山大学肿瘤防治中心)、蒋能刚(四川大学华西医院)、李力(南部战区总医院)、李珍(南方医科大学南方医院)、李国盛(山东大学齐鲁医院)、李智伟(新疆维吾尔自治区人民医院)、刘耀(重庆大学附属肿瘤医院)、刘艳荣(北京大学人民医院)、马骁(苏州大学附属第一医院)、毛霞(华中科技大学同济医学院附属同济医院)、倪万茂(浙江省人民医院)、冉隆荣(重庆大学附属肿瘤医院)、任方刚(山西医科大学第二医院)、王卉(河北燕达陆道培医院)、王慧君(中国医学科学院血液病医院)、王剑飚(上海交通大学附属瑞金医院)、翁香琴(上海交通大学附属瑞金医院)、吴丽娟(西部战区总医院)、吴雨洁(江苏省人民医院)、武坤(昆明医科大学第一附属医院)、徐翀(上海市临床检验中心)、杨军军(温州医科大学检验医学院)、杨顺娥(新疆医科大学附属肿瘤医院)、杨再林(重庆大学附属肿瘤医院)、岳保红(郑州大学第一附属医院)、张爱梅(中国科学技术大学附属第一医院/安徽省立医院)、张会来(天津医科大学肿瘤医院)、赵明宇(重庆大学附属肿瘤医院)、朱杰(大连医科大学附属第二医院)、朱莉(华中科技大学同济医学院附属同济医院)、朱明清(苏州大学附属第一医院)、朱明霞(北京大学第三医院)、郑金娥(华中科技大学同济医学院附属协和医院)、周辉(湖南省肿瘤医院)利益冲突声明所有作者声明无利益冲突
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    日前,国际著名科学杂志《先进科学》(Advanced Science)发表了一篇专题文章,详细介绍了我国科学家团队在单细胞生物学研究领域的一项最新技术成果:中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞中心(以下简称单细胞中心)和青岛星赛生物科技有限公司(以下简称星赛生物)合作发明了拉曼流式检测技术pDEP-D LD-RFC ,该技术基于介电诱导确定性侧向位移,可高效完成单细胞聚焦、捕获/释放,针对人体细胞(肿瘤)、植物(微藻)、酵母和细菌等多种细胞类型具有广谱适用性。 《先进科学》(Advanced Science)相关文章页面截图 据悉,基于此星赛生物即将推出的升级版FlowRACS仪器,为活体单细胞代谢表型组的高通量检测提供了全新工具,研究小组已经开发了一系列应用,广泛适用于肿瘤细胞分类、微藻合成过程监控、产油酵母多表型监控、细菌药敏性检测等生命科学研究的重点高精尖领域。 活体单细胞代谢表型组流式检测技术发展简史活体单细胞代谢表型组的流式检测,在微生物资源挖掘、细胞工厂筛选、酶元件表征、生物过程监控、临床诊疗等方面,具有共性的支撑作用。此前,荧光流式和质谱流式作为常用手段被广泛接受,但经过长时间的验证,二者均在不同方面有其技术的局限性。 其中,荧光流式受限于对生物标志物需有先验知识,并引入荧光标记探针来识别生物标志物——但许多细胞都没有可靠的生物标志物,如微生物群,无论是在基因上还是在生物分子上,都不能就其多数功能进行普遍标记,且可能存在强荧光干扰问题。另一方面,质谱流式涉及到细胞破碎,难以耦合目标单细胞的下游分选、培养或测序等单细胞组学技术。于是,新的技术应运而生。与荧光流式和质谱流式等现有流式细胞检测手段相比,拉曼流式具有无需标记细胞、活体检测、信息量丰富等优势,因此是一种具有广阔应用前景的细胞分析手段。但是,新技术的诞生必将伴随实际应用带来的阵痛。高通量拉曼流式技术的应用受限于:首先,如何提高样品的普适性,以适用于不同细胞类型与不同表型的检测;其次,如何提高检测的通量,以实现高度异质性细胞群体的深度检测;最后,如何提高运行的稳定性,以支撑高度可靠的仪器使用流程。活体单细胞代谢表型组检测新技术针对上述问题,单细胞中心王喜先、任立辉、刁志钿、何曰辉等带 领的研究小组发明了“介电诱导确定性侧向位移实现单细胞聚焦、捕获/释放的拉曼流式检测技术”(Positive Dielectrophoresis Induced Deterministic Lateral Displacement-based Raman Flow Cytometry,pDEP-DLD-RFC)。 《先进科学》(Advanced Science)文章页面中,关于拉曼流式细胞检测技术原理的插图首先,新技术采取的是宽流场高流量的进样策略。其能够有效防止细胞沉降,进而实现了长时间稳定运行(>5小时),但是此策略带来的问题就是如何在宽流场中实现快速、精准地对高速流动的单个细胞进行一一捕获,且不会漏检,也就是如何保证拉曼检测的高效率和高准确性。因此,团队又通过介电诱导细胞确定性侧向位移,实现了宽场中细胞高效聚焦地流经检测位点,从而保证了拉曼检测效率。最后,通过施加检测时间依赖的周期性介电场,实现了单细胞的快速捕获/释放,以满足各种不同细胞类型的普适性、高通量检测。 FlowRACS中介电诱导细胞确定性侧向位移实拍周期性介电场中单细胞的快速捕获/释放实拍生物过程监控及肿瘤/微生物细胞分类研究的新工具基于上述关键技术突破,星赛生物即将推出的升级版FlowRACS兼具广谱通用性、高通量、运行稳定性等性能的高通量拉曼流式检测系统,并开发了一系列应用:肿瘤细胞分类、微藻合成过程监控、产油酵母多表型监控、细菌药敏性检测。这套全新的细胞检测分选技术和仪器设备系统,将能极大提升相关领域的科研效率和能力。 在肿瘤细胞类型的快速区分场景中,基于SCRS中信息丰富的指纹区,以膀胱癌、肺癌、肾细胞癌、乳腺癌等细胞株为例,证明流式拉曼技术耦合拉曼组机器学习算法,能以平均95%的准确率,完成肿瘤细胞类型的快速判别。该方法对于肿瘤细胞质量检测等应用具有潜在的应用价值。在植物生物制造过程的代谢监控场景中,基于共振拉曼信号,实现了雨生红球藻中虾青素含量的实时监测,从而示范了单细胞精度的虾青素累积过程细胞工厂代谢状态的监控,并考察了“高光”和“缺氮”等条件对细胞虾青素累积速度及其同步性的影响。其虾青素含量检测速度达~2700 events/min,为目前最高的自发拉曼检测/分选通量。在酵母生物制造过程的代谢监控场景中,基于非共振拉曼信号,示范了油脂酵母中细胞代谢活力、甘油三脂含量、油脂不饱和度等多个关键代谢表型的同步动态监控,进而通过拉曼组机器学习、拉曼组内关联分析(Intra-Ramanome Correlation Analysis,IRCA)等算法,实现了单细胞代谢状态(准确率>96%)的实时鉴定,以及细胞内代谢物相互转化网络的实时重建。在细菌药敏性的流式快检场景中,基于单细胞中心前期提出的重水饲喂单细胞拉曼药敏原理,以大肠杆菌和多种常见抗生素为例,开发了流式药敏快检技术,并通过与拉曼药物应激条形码(Raman Barcode for Cellular Stress-response,RBCS)、IRCA、拉曼组机器学习等算法,证明该流式药敏快检技术还能实时地判断单菌体精度的药物应激状态、构建细胞内代谢物相互转化网络等,从而揭示细菌-药物互作机制。此外,流式检测大大提高了药敏检测中SCRS取样深度,对于识别群体中通常占比很低的耐药细胞,具有重要的意义。与转录组、蛋白组和代谢物组相比,拉曼组能表征单细胞精度的底物代谢、产物合成、环境应激性、化合物相互转化等关键代谢表型,而具广谱适用、活体、无损、非标记、全景式表型、可分辨复杂功能、快速、低成本、能耦合下游测序、质谱或培养等优势,因此拉曼组是一种更接近于“功能”、更适合于临床、工业等场景的单细胞表型组。为了支撑人体、动植物和微生物拉曼组数据的自动化采集与分析,单细胞中心与星赛生物基于pDEP-DLD-RFC技术,星赛生物即将推出升级版FlowRACS仪器,将大大加速拉曼组平台的推广应用。原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202207497
  • “力”所能及——多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT在单细胞力学实验中的创新应用
    瑞士Cytosurge公司的多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT,是将原子力系统、微流控系统、纳米位移台系统合为一体的单细胞操作系统,能够在单细胞水平上为研究者提供很大的便利,可应用于单细胞力谱、单细胞质谱、单细胞基因编辑、细胞系构建、药物研发、医疗等领域。本文将从单细胞实验方法和多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT结构出发,详细介绍多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT在单细胞力学实验中的应用。 一. 单细胞实验方法简介 在细胞生物学实验中,由于细胞的异质性,每个细胞互相之间都存在一定差异,因此在单细胞层面研究细胞性质可以获得更加准确的结果。近年来,多种单细胞研究技术不断涌现,应用于医学诊断、组织工程和药物筛选等领域。 对于细胞力学测定,原子力显微镜(AFM)能够对单个细胞或生物分子进行高分辨成像和力谱测定,但是细胞与探针的结合过程不可逆,无法实现连续、快速的检测。 对于细胞分离/分选技术,可选的有玻璃细管、光镊、流式细胞分选和磁珠分选等方法,然而有的从表面分离细胞时容易损伤细胞,有的无法从同类细胞群中分离出单个细胞。 对于细胞注射与提取,可选用纳米喷泉探针、纳米针和碳纳米管等,然而这些方法无法实现飞升以下量的含量注射,且注射时间较长。 多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT,针对细胞力学测量、分离/分选、注射与提取等应用,在结合以上技术的优势的同时克服了这些技术固有的问题,是一套多功能的单细胞研究系统,在单细胞研究领域发挥着巨大作用。 二. 多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT结构 简单来说,多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT是AFM与微流控的结合,主要由AFM扫描头、压力控制器与微流控探针组成(图1)。AFM扫描头装载于倒置显微镜上,整体结构大致与普通AFM相同,主要区别是探针中间有微流通道,后端连接液体池,前端探针有一小孔,用于液体的流入流出。微流通道内径小于细胞,防止细胞进入堵塞;探针则有多种不同孔径和不同的弹性,可根据不同应用以及不同样本更换所需探针。图1 FluidFM BOT系统图示。(a)微流控系统与AFM的结合应用;(b)(c)(d)探针的特殊设计。 三. 单细胞力学应用 传统AFM用于单细胞力学测量时,需要对探针进行一定处理以粘附细胞,后再与需要和细胞相互作用的表面、分子或其他细胞相结合,有时会产生多个细胞粘附,且反复测力会导致细胞被破坏,使得每次测量都必须准备新的探针,实验效率较低。 多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT通过将AFM与微流控相结合,使单细胞力学实验更高效,更简洁。对于已经结合在表面的固定细胞,可根据细胞尺寸安装适用的探针,从上方接触需要测量的细胞,通过微流控系统施加负压吸起细胞,获得力-距离曲线;也可以吸取悬浮细胞,与表面或其他固定细胞接触后,测量力-距离关系。这种方法能够提供远比蛋白结合牢固的多的吸附力,能够将细胞牢固的固定在探针上面,因此能够用于直接从基质上分离;另一方面,由于没有生物处理,这种方法不会改变任何细胞表面的通路,从而能够得到接近细胞原生的数据。 单个细胞测量完成后可移动探针至细胞板其他孔内,施加正压将其释放,再回到实验孔吸取下一个细胞,意味着单个探针可以进行多次测量。 细胞粘附是许多生理过程的重要步骤,细胞粘附力的测定可以为组织形态发生、胚胎发育、肿瘤、免疫反应和微生物膜等研究提供重要信息。多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT支持真核和原核细胞与细胞板/培养皿表面、抗菌/粘性/抗体包被的表面或其他细胞的粘附力测量(图2)。图2 不同细胞在不同环境下的粘附力-距离曲线。(a)探针接近、暂停、吸取并拉伸细胞的过程中探针偏转随时间的变化;(b)Hela细胞与纤连蛋白包被的表面的粘附力-距离曲线;(c)不同接触时间下大肠杆菌与PLL表面的粘附力-距离曲线;(d)大肠杆菌与PLL表面的分离距离与接触时间的关系;(e)酿脓链球菌与玻璃表面的粘附力-距离曲线,表示多个球菌的连续分离;(f)单个细胞与单细胞层的粘附力-距离曲线。 Sankaran等人[1]使用多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT来研究在共价和非共价的表面整合素受体对细胞粘附力的影响。通过测定发现两者均可有效增加细胞的粘附能力,并且效果近似(图3)。图3使用FluidFM BOT测定共价键与非共价键的整合素受体之间RGD的区别。(a)实验示意图;(b)粘附力测定前后示意图;(c)粘附力-距离曲线;(d)大粘附力。 多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT还可用于测量细胞的应力以研究细胞骨架的性质。Sancho等人[2]将10μm的小胶球吸附于探针上,之后使用探针去压细胞直到探针压力达到2 nN,通过压痕曲线来分析细胞骨架变化。通过对比发现过量表达MSX1的细胞硬度显著高于普通细胞(图4)。图4 使用FluidFM BOT测定HUAEC中MSX1过表达对细胞骨架的影响。(d)实验示意图;(e)吸附10μm珠子;(f)下压时空白细胞的力学谱线;(g)下压时MSX1过表达细胞的力学谱线,凹陷更深、斜率更高,表示其刚度相对更高;(h)胶体压痕法的测量结果。 四. 其他应用 多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT可用于细胞内注射与提取(图3),通过力学测量,可以控制探针刺入细胞质或细胞核内进行飞升别含量的液体注射或提取。此外,FluidFM BOT系统还可用于细胞分离以及细胞延展性研究。图5 FluidFM BOT系统的细胞内注射过程。(a)探针对准细胞;(b)探针刺破细胞膜,注入含荧光染料的目标液体;(c)探针与细胞分离,注射完成。 多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT克服了现有单细胞技术的短板,将多种单细胞应用相结合,高通量、高效率地获取单细胞层面的详细数据,研究多种细胞性质,尤其适合应用于医疗、单细胞生物学、单细胞质谱、单细胞基因编辑、药物研发等领域。 多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT在Quantum Design中国子公司与北大生科院共建实验室成功安装,为了更好的服务客户,Quantum Design中国子公司提供样品测试、样机体验机会,还等什么?赶快联系我们吧! 电话:010-85120277/78 邮箱:info@qd-china.com,期待与您的合作! 参考文献:[1]. Cell Adhesion on Dynamic Supramolecular Surfaces Probed by Fluid Force Microscopy-Based Single-Cell Force Spectroscopy, ACS Nano 2017, 11, 4, 3867–3874.[2]. A new strategy to measure intercellular adhesion forces in mature cell-cell contacts. Sci Rep 7, 46152 (2017).
  • 肿瘤细胞分离检测中微流控芯片系统的应用有哪些?
    作为液体活检的重要标志物之一,循环肿瘤细胞(CTCs)在外周血中的含量可以用来辅助判断患者的癌症病发状况。除此以外,CTCs对于肿瘤细胞转移行为等基础研究也具有非常重要的意义。然而人体血液中的CTCs含量极其稀少,通常仅有0~10个/mL,与之相对,红细胞、白细胞和血小板的含量则分别达到5×109 个/mL、4×106 个/mL和3×108 个/mL,而且肿瘤细胞在转移过程中可以通过上皮-间质转化(EMT)和间质-上皮转化(MET)来不断地改变自身的特征。正是由于其稀缺性和异质性,以及血液中复杂基质的干扰,CTCs的精准检测成为巨大的难题。 由于常规的光学分析手段在检出限和灵敏度上均难以达到直接检测的要求,因此通常在进行外周血中CTCs的检测之前,要通过一些样品前处理方法来实现其分离和富集。常采用的样品前处理方法可以分为物理法和化学法,物理法主要根据细胞在物理特征上的差异来进行分离,例如膜过滤分离和密度梯度离心,就是分别依据细胞的大小和密度来完成筛选。化学法则主要依靠生物大分子的特异性识别作用,例如抗原抗体相互作用,核酸适配体与靶标的选择性结合。  上述样品前处理方法虽然能够在不同程度上实现CTCs的分离富集,但也存在着一定的缺陷。由于这些方法都是非连续性的,在吸附、洗脱和转移的过程中难免会造成细胞的丢失,加之CTCs本身的稀缺性,很容易导致假阴性结果的产生。利用微流控芯片功能集成的特点则可以很好地解决这一问题,CTCs的捕获、释放、计数及检测等操作均可在芯片上完成,连续的自动化处理可以有效减少人为误差的干扰。此外,微流控芯片所需要的进样量非常小,可以大大减少珍贵样品和试剂的消耗,降低检测成本。并且在微尺度下表面力的作用会明显放大,可以有效提高物质混合和反应的效率,实现快速高效的分离分析。因此,近年来多项研究尝试利用微流控芯片平台开展CTCs分离检测工作,取得了良好的效果。本文对微流控芯片技术用于CTCs分离检测的相关研究进展进行了综述,将采用的分离方法主要分为物理筛选和生物亲和两大类,同时囊括正向富集和反向富集两种策略。此外,对于近期发展的芯片原位检测CTCs新方法也进行了介绍。  1、CTCs分离芯片研究进展  作为商品化较为成功的CTCs分离检测系统,强生公司的CellSearch产品采用的是基于上皮细胞黏附分子(EpCAM)抗体特异性识别肿瘤细胞的方法,类似的方法在CTCs分离芯片中也被广泛使用,可以视作利用生物亲和作用进行CTCs分离富集的代表。  另一方面,依据细胞在物理性质方面的差异,无须生物标志物的条件下即可实现CTCs的筛选,其中有无外力介入的被动分离方法,例如利用微尺度下流体力学中的惯性效应和黏弹性效应来进行筛分。  也有外加物理场的主动分离方法,诸如介电泳、表面声波和光镊技术等。除了直接对CTCs进行特异性识别实现正向富集外,也可以通过选择性结合诸如白细胞等干扰,再将其排除,从而达到反向富集的效果。  2、、芯片原位CTCs检测  对于CTCs的检测,通常采取先进行细胞染色,再用荧光显微镜观察的方法,但该方法在灵敏度上有待提高,且重现性较差,需要手动操作和人工计数。  此外,以荧光光谱为代表,一些常见的光谱检测手段也被广泛应用在芯片上CTCs的检测中。  除了光学分析方法外,研究人员通过使用传感元件实现了CTCs芯片检测结果的数字化直读或可视化分析。  3、总结与展望  本文对CTCs分离微流控芯片的技术原理、分离策略和研究进展进行了综述。其技术原理主要分为物理筛选和生物亲和两大类,分离策略分为正向富集和反向富集两个方向。同时,介绍了CTCs芯片原位检测的主要技术方法和优化策略。随着微流控芯片技术的快速发展,其微尺度流体操控、微结构加工和集成传感检测能力得到极大提升,进一步推动了CTCs分离微流控芯片技术的发展。多项研究显示,以微流控芯片为平台来分离检测外周血中的CTCs,可以充分发挥芯片本身微量、高效、易于自动化和集成化的优势,最终实现对临床血液中CTCs的快速精准分析,在肿瘤早期诊断、复发与转移监测以及抗肿瘤药物评价等多个领域具有重要的应用空间。  现阶段,CTCs芯片在筛选精度和筛选效率方面仍存在较大的提升空间。针对这一挑战,由于精准与高效二者难以兼得,未来的芯片设计应该更专注于单个目标的实现。一方面,针对基础研究,应当注重于提高CTCs筛选的细胞纯度及细胞活性。可以先利用惯性效应对血液进行粗分离,筛分出尺寸较大的白细胞和CTCs。再采用液滴分选的方法,通过免疫磁性分离实现CTCs的精确筛选。液滴分选技术能够达到单细胞分析的精度,利用液滴分选进行肿瘤细胞筛选也已有文献报道。另一方面,针对临床检测领域,研究重点则在于实现临床样本的高通量分析。可以采用电分析方法,依据不同种类细胞的比膜电容和细胞质电导率差异来设置恰当的阈值,对流经检测窗口的CTCs实现快速分析。此外,微流控芯片技术属于多学科交叉领域,CTCs芯片的发展同时也受益于微机电系统(MEMS)、材料学、流体力学和生物医学等研究领域的技术突破。随着相关领域研究技术的发展,CTCs芯片未来有望成为肿瘤基础研究和癌症早期临床诊断的重要平台。
  • 260万!华南理工大学活细胞代谢检测分析仪采购项目
    项目编号:GZZJ-ZFG-2023061项目名称:华南理工大学活细胞代谢检测分析仪采购项目预算金额:260.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):260.0000000 万元(人民币)采购需求:序号标的名称数量(单位)简要技术需求或服务要求(具体详见采购需求)最高限价万元(人民币)1活细胞代谢检测分析仪1套主要用于实时侦测包括有氧呼吸以及糖酵解作用的细胞能量代谢的状态和动态,能同时进行活体细胞内线粒体耗氧速率和糖酵解产酸速率的实时、定量、全自动测定和分析。细胞能量代谢技术近年来已经发展成为细胞相关研究中的重要工具,该设备可广泛应用于食品科学、生命科学和医学的前沿领域:能量代谢学,线粒体,生理、生化,免疫功能和监控研究,干细胞研究,药理学和新药筛选,环境监控,神经生物学,血液学,肿瘤学等260经政府采购管理部门同意,本项目(活细胞代谢检测分析仪设备)允许采购本国产品或不属于国家法律法规政策明确规定限制的进口产品,具体详见采购需求。本项目采购标的所属行业为:工业合同履行期限:国内供货:在合同签订后(30)天内完成供货、安装和调试并交付用户单位使用;境外供货:收到信用证后(90)天内。本项目( 不接受 )联合体投标。对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名称:华南理工大学地址:广州市天河区五山路381号联系方式:文老师020-871129622.采购代理机构信息名称:广州中经招标有限公司地址:广州市越秀区寺右一马路18号泰恒大厦14楼1409室联系方式:陈小姐、庄小姐 020-87385151、020-37639369、020-87371812、020-873722963.项目联系方式项目联系人:陈小姐、庄小姐电话:020-87385151
  • 热烈庆祝第三届微生物功能单细胞分选研讨会(2021)圆满落幕!
    2021年5月25日,由长春长光辰英生物科学仪器有限公司、长光辰英(杭州)科学仪器有限公司主办的“第三届微生物功能单细胞分选研讨会(2021)”在英雄城市湖北省武汉市成功举办。七十余位从事微生物学研究的专家学者与青年学生,共聚江城武汉,进行学术交流及成果分享。本次会议展示了我国学者在环境微生物、微生物生态、病原微生以及微生物单细胞技术应用等领域的最新研究进展,加强了学科交叉和协同发展。同时,学者们深入探讨了单细胞分选技术在微生物领域的应用前景及发展方向,旨在进一步推动单细胞技术及国产高端光学装备在微生物研究领域的创新应用,促进科研成果转化。会议开始,上海交通大学特聘教授、中国微生物学会环境微生物学专业委员会主任周宁一教授进行了会议开幕致辞,对过去两届微生物单细胞分选研讨会的会议情况和多个与会团队的相关研究成果进行了回顾,并对本次会议在微生物研究中的促进作用寄予期望。随后的大会报告环节分别由武汉大学陈向东教授与华中师范大学杨红教授主持。周宁一教授围绕“环境微生物研究进展与存在的问题”做了大会主旨报告,讲解了分纯培养、宏基因测序等传统技术在功能微生物研究中的作用和局限性,提出单细胞分选技术可绕过培养阶段,为研究未/难培养微生物提供一种新的思路。周宁一教授作题为《环境微生物学研究进展与存在的问题》的会议主旨报告本次大会报告精彩纷呈,中科院水生生物研究所张承才研究员、中科院苏州生物医学工程技术研究所宋一之研究员、中科院长春光学精密机械与物理研究李备研究员、上海交通大学董涛教授、哈尔滨工业大学房安然博士、长春长光辰英生物科学仪器有限公司李航博士分别作了学术报告,涵盖了细菌代谢调控、菌间竞争互作、病原菌耐药、环境未培养菌代谢分析、单细胞新技术等方向,报告嘉宾分享了各自研究领域的最新进展,以及所在领域对单细胞分选技术的应用需求,并同与会者进行了热烈的交流讨论。陈向东教授主持学术报告张承才研究员作题为《single filament analysis and genetic noise in the cyanobacterium anabaena》的学术报告宋一之研究员作题为《病原菌的单细胞拉曼光谱分析技术》的学术报告李备研究员作题为《拉曼单细胞技术在微生物领域的应用》的学术报告会上,李备研究员介绍了拉曼单细胞分选技术在微生物领域中的应用,重点介绍了自主研制的拉曼单细胞分选设备在病原菌鉴定、微生物代谢监测、肠道菌群分析、深海微生物的原位观测等方向的应用进展,并总结了微生物单细胞研究的解决方案。杨红教授主持学术报告董涛教授作题为《微生物蛋白分泌系统对单细胞间的相互作用与群体功能的作用机制》的学术报告房安然博士作题为《基于单细胞分选解析未培养环境微生物代谢功能》的学术报告李航博士展示微生物单细胞研究解决方案在随后开展的圆桌讨论环节中,各位专家学者围绕“单细胞技术是否将有助于正在进行的科学研究”、“希望微生物单细胞技术未来实现哪些功能”、“单细胞分选在“未/难培养微生物”的可培养研究中发挥的功能”、“微生物单细胞分选如何成为通用研究方法”四个议题开展了热切深入的讨论,指出了微生物领域对单细胞分选技术的共性需求及不同领域的个性需求。学者们认为单细胞技术有望开启微生物领域的新时代,拉曼光谱系统、超快三维成像系统与可视化单细胞精准分选系统相结合,为实现微生物单细胞培养组、基因组、代谢组等研究提供了有力工具;未来随着单细胞技术的不断发展,必将为复杂环境下微生物生态、菌群互作、代谢机制及功能研究带来突破性进展。圆桌讨论会议在产品体验环节,与会者参观并试用了长光辰英的单细胞仪器系列产品,包括拉曼单细胞分选仪、共聚焦拉曼光谱仪、超快共聚焦三维成像系统、恒温核酸快速检测仪等。工作人员重点讲解了仪器性能、优势以及应用方案,并针对嘉宾关注的问题进行了现场解答,得到了到场专家及同学们的一致好评。仪器展示环节工作人员与老师们进行交流与会嘉宾进行学术交流长光辰英在此由衷地向所有参会嘉宾及代表表示感谢!感谢各
  • “小贝开讲”之流式细胞术在MDS及相关疾病检测中的应用
    时间:2018年5月31日 19:30 - 20:30内容简介:骨髓增生异常综合征(myelodysplastic syndromes, MDS)是起源于造血干细胞的一组异质性髓系克隆性疾病,特点是髓系细胞分化及发育异常,表现为无效造血、难治性血细胞减少、造血功能衰竭,高风险向急性髓系白血病(AML)转化。在临床上,MDS与其他的髓系增殖性疾病的诊断与鉴别诊断是一个普遍的难点。随着各种检测技术在临床上应用不断深入,流式细胞术在MDS及相关疾病中的重要性日益突出。来自道培血液病医院的流式细胞术主任王卉老师,专业从事流式检测工作多年,在流式细胞术检测方面有着很深的造诣。主讲人简介:王卉陆道培医疗集团病理和检验医学科副主任,流式细胞室主任中国抗癌协会血液肿瘤专业委员会第一届青年委员会委员,中国血液免疫学会流式细胞学组委员,中国医师协会检验医师分会造血与淋巴组织肿瘤检验医学专家委员会特聘专家,北京医学检验学会体液和血液学检验分会副主任委员,北京医学会医学细胞生物学分会委员。 从事临床流式细胞术检测和细胞分选16年,参与编写专业书籍8本(2本待出版)。擅长流式细胞术检测白血病、淋巴瘤、非造血系统肿瘤、微小残留病变等临床诊断。独立签发临床流式诊断报告十余万份,其中50%为来自全国各大医院会诊的疑难病例。
  • 多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT的原理与应用介绍
    瑞士Cytosurge AG公司的多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT,是将原子力系统、微流控系统、细胞培养系统合为一体的单细胞操作系统,采用不同孔径的微型纳米注射器,可实现单细胞注射(Injection)、活细胞内物质提取(Extraction)、单细胞分离(Isolation)、粘附力测定(Adhesion)、纳米打印(Nano-printing)等多种功能,全程机械臂操纵,将污染风险和人为误差降到低,提高工作效率与实验可重复性,具有高度自动化、操作速度快与操作度高等特点,能够在单细胞水平上为研究者提供大的便利,可应用于单细胞质谱、单细胞力谱、单细胞基因编辑、细胞系构建、药物研发、医疗等领域。北京大学生命科学学院公共仪器中心的多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT,是国内套多功能单细胞显微操作系统,于2020年9月顺利安装于金光楼126室并开始试运行,由公共仪器中心覃思颖老师负责接样测试与维护管理。目前本中心的FluidFM BOT系统已成功应用于单细胞注射与物质提取(小鼠体外培养原代海马神经元、昆虫叶蝉细胞、MDA-MB-231细胞等)、单细胞分离(植物细胞原生质体、U2OS细胞等)与粘附力测定(细菌侵染细胞时细菌的粘附力、血管内皮细胞对不同基底的粘附力等)等多方面科研需求。以下是多功能单细胞显微操作系统FluidFM BOT的多个功能应用与实例介绍。FluidFM BOT结合原子力系统、微流控系统于一体(https://doi.org/10.1021/nl901384x)FluidFM BOT功能应用单细胞注射实例FluidFM BOT可以将多种不同类型的可溶性物质注入细胞核或细胞质中,可量化注射体积(fL别),可实现批量注射(每小时注射超过100个细胞),尤其适用于使用传统方法难转染的细胞,且对细胞几乎没有损伤。CHO细胞的Lucifier Yellow染料注射C57小鼠体外培养原代海马神经元DIV7的Dextran染料注射(北大生科院数据)活细胞内物质提取实例FluidFM BOT系统的活细胞内物质提取功能十分温和,可直接用微型纳米注射器吸取活细胞的细胞质或细胞核中的物质,无需经过化学或生物学手段进行破膜处理,不会产生裂解的细胞碎片,不会对内部细胞器造成任何破坏,可用于电镜成像、酶活检测、核酸表达检测、代谢组学、基因测序等多方面研究。活细胞提取物可结合电镜观察、酶活测定、转录检测等分析手段(http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.06.025)HeLa细胞的细胞质物质提取单细胞分离实例FluidFM BOT可进行无损细胞分离,对于悬浮细胞,可将细胞吸取并转移释放即可。对于贴壁细胞,可在探针的样品池中加入消化液如胰酶,对指定位置的细胞进行消化,然后再进行吸取与转移释放。FluidFM BOT实现的单细胞分离存活率很高,结合单细胞注射可实现快速转染细胞并建立单克隆细胞群,对于工程细胞株的建立十分有效。植物原生质体的单细胞分离(北大生科院数据)贴壁细胞CHO的单细胞分离粘附力测定实例FluidFM BOT系统通过负压将细胞吸附在探针针孔处,对细胞的吸附力比蛋白结合更加牢固,能够直接将细胞从基底上分离。这种方法不需要激活细胞的任何信号通路,可以得到接近细胞原生的数据。不同的探针针孔直径(2、4、8um)可适用于不同大小的细胞粘附力测定,我们甚至可使用孔径为300nm的探针进行更小个体的吸附与粘附力测定,目前在本中心的FluidFM BOT系统已成功应用于金黄色葡萄球菌侵染大鼠肠上皮细胞时的细菌粘附力测定(nN别)。不同大小的单细胞粘附力测定(https://doi.org/10.1038/s41598-019-56898-7)纳米打印实例FluidFM BOT系统还是一台纳米打印设备,可以在实验器材上铺设特定的基底膜,如打印亲水或亲脂性物质,从而实现对细胞贴壁的操纵,构建不同的细胞模式,实现对细胞信号转导机制、肿瘤细胞群落迁徙、神经细胞树突或轴突形成的研究。CMD基底打印cRGDfK的细胞贴壁生长Pattern研究(DOI: 10.1021/acs.langmuir.8b03249)多功能单细胞显微操作系统在高性能单元的监控下,通过全自动的工作站实施操作,可确保实验的平稳、顺利的进行。探针有多种孔径规格可选,也可结合FIB技术进行探针定制,结合不同的探针可实现各式各样的应用,以上仅展现部分应用,更多的新功能有待各位老师与同学结合自己的课题需求进行探索与发掘,欢迎大家联系前来测试样品!
  • 珀金埃尔默携全线细胞学方案点亮2020中国细胞生物学会年会@苏州
    2020年8月4-7日,中国细胞生物学学会2020年全国学术大会暨学会成立40周年庆展将于苏州举行。珀金埃尔默将携全线细胞学方案及新品深度参与本次生命科学领域的重要盛会。届时,珀金埃尔默细胞学明星产品 Opera Phenix 高内涵细胞成像分析系统、Muvicyte活细胞显微成像实时分析系统和VICTOR Nivo 多模式微孔板读板仪及试剂耗材,将会展现在T3展台现场。 另外,在“类器官在生理功能探索、疾病发生研究和精准医疗中的作用”分会场,我们将在8月4日12:00-13:00举办午餐会,期待与您分享珀金埃尔默在此热门应用领域的前沿解决方案。8月5日上午,珀金埃尔默还将在T3展台举办新品揭幕仪式,与您一共揭开Muvicyte活细胞显微成像实时分析系统的神秘面纱。杀伤功能是免疫系统清除异源物的一个重要过程。近年来,随着细胞治疗行业蓬勃发展,尤其是肿瘤免疫治疗取得了极大进展,评价免疫杀伤细胞的有效性尤为重要,其中细胞杀伤实验也成为免疫治疗研究中必不可少的实验方法。今天首先给您推荐的是为本次大会特别录制的细胞杀伤ADCC相关的前沿技术应用,由珀金埃尔默公司资深技术人员精心制作,全程干货,欢迎您观看。如需了解更多详情,欢迎于大会期间光临我们的午餐会和展台,与我们的技术专家现场交流。在机体抗击异源物,如病毒感染的途径中,由抗体依赖的细胞介导的细胞毒作用(Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity,ADCC)是一种细胞介导的免疫防御机制,在靶细胞膜表面抗原结合了特异性的抗体的情况下,激活免疫系统的效应细胞裂解靶细胞。从相互作用的角度来看, ADCC的发生是由分子水平的相互作用(结合)介导的细胞水平的相互作用(细胞杀伤),是重要的体外互作研究模型。此外,抗体Fab段介导的靶蛋白识别是抗原特异的,而Fc段和Fc受体之间的相互作用则是非抗原特异的。因此,ADCC融合了固有免疫和适应性免疫,是非常强大的免疫调节反应。除了控制感染外,作为抗体的核心作用机制(Mechanism of Action,MOA)之一,ADCC也是抗体药物有效性和安全性的重要检测指标。而且,基于不同作用机制的抗体药物对ADCC活力的需求也可能会差异很大。特别是肿瘤治疗靶向类抗体药物,如著名的HER2靶向抗体赫赛汀,是需要通过ADCC发挥抗癌作用的。相比下,目前火热的免疫检查点抑制剂,如PD-1/PDL1抗体则是要弱化其ADCC效应。因此,如何有效地控制ADCC活力成为了抗体药研究的重要方向之一。目前的一个研究趋势就是探究ADCC和一些其他的关键细胞行为,如细胞/抗原吞噬等活动的相互作用。例如,在近期发表在Cell上的一份工作中,研究证明利用小分子药物短程、可逆的阻断抗原内吞,能有效提升抗原在细胞表面的聚集和停留,提升靶向药物的ADCC活力鉴于ADCC的复杂性,作用于抗体、靶细胞(如肿瘤细胞)和效应细胞(如NK细胞)的调控均可能会有效的影响ADCC活力。针对ADCC的特殊性,珀金埃尔默的生命科学产品线提供了涵盖分子互作到细胞互作研究的全面解决方案,助力前沿的ADCC调控研究。在今天的报告中,我们会向大家进一步介绍ADCC的原理和意义,并从抗体互作、免疫细胞活力和肿瘤细胞行为三个方面向大家展示珀金埃尔默细胞学整体解决方案。点击链接完成线上签到,即可于大会期间至珀金埃尔默展台领取精美礼品一份!http://wx.custouch.com/OauthLink/preauth/wx898a40f01b0e70bc?r=http://wx.custouch.com/OauthLink/proxy/app/wx898a40f01b0e70bc?r=https://wechat.custouch.com/question/t/wx898a40f01b0e70bc/5f02be35fdf42c1600ca902d
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