动物细胞融合的原理

新华社华盛顿1月4日电(记者任海军)美国麻省理工学院4日发表公报称，该学院科学家开发出一种高效的细胞融合新方法，大大提高了细胞融合的准确率。 　　细胞融合又称细胞杂交，是指两个或两个以上的细胞融合成一个细胞的现象。自发的动物细胞融合几率很低，从上世纪60年代开始，人工诱导细胞融合作为一门新兴技术发展起来，目前已被广泛应用于细胞生物学和医学研究各个领域。 　　据麻省理工学院介绍，过去，人工诱导细胞融合技术面临的最大障碍是难以高效地将细胞正确配对。例如，科学家希望将分属不同类型的细胞A和细胞B进行配对融合，通常情况下，除了得到所需的AB型细胞外，还会得到很多不需要的AA型和BB型细胞。而该学院科学家开发出的新方法，则能够保证获得所需要的配对细胞，提高了细胞融合的准确率。 　　细胞融合技术在医学上有重要意义，例如，可通过把病变组织和器官的细胞与健康干细胞融合，对患者进行治疗 还可通过阻止癌细胞融合控制癌症发展等。 　　这项研究成果已刊登在4日的《自然• 方法学》杂志网络版上。

日本BEX公司的活体/单细胞基因电转化系统及细胞融合系统，在国际上享有盛名!尤其是新款的 LF301细胞融合系统和CUY21VIVIO-SQ活体电传孔系统，因其独到的方波波形加上电阻/电流测量专利技术，以及数十种可供选择的电极，使得细胞融合、基因的转移变得高效而方便! 　　BEX提供数百篇国际权威杂志发表的应用文献，及几十个protocol供参考! 　　日前，首台 LF301细胞电融合系统 落户 中科院上海生命科学研究院细胞生化所&ldquo 动物实验技术平台&rdquo 。用户的融合实验顺利，对仪器的性能高度赞赏! 　　 　　双细胞胚胎融合前后的对照 　　产品咨询热线：13918980949 侯先生

近日，东胜创新主办的“电穿孔、电融合技术的应用”巡回讲座分为三场依次在广州、上海、北京举行。在广州的专场已于10月21日圆满结束，来自美国BTX公司的技术专家Robin E. Butler介绍了“Electroporation and Electrofusion——A methodology for efficient gene transfer in In vivo, In Utero,96 Well and Fusion applications”。 接下来的两场分别将于 10月22日下午14:30—17:00在上海中国科学院营养所35号楼2楼多功能厅； 10月24日上午 9:00—11:30在北京中国农业大学新综合楼马协三层举行。 上海的专场还将增加由中国科学院神经科学研究所的丁玉强研究员介绍“在体子宫内胚胎电转技术——在神经科学研究中的应用”；北京的专场还将增加由中国农业大学生命科学学院的卫恒习介绍“电融合技术在转基因动物克隆中的应用”。 背景介绍： 一、电穿孔、电融合技术的应用范围： 哺乳动物细胞或组织的转染、细菌和酵母的转化、动物细胞融合、活体/离体基因或药物导入、卵内基因或药物导入、核转移、植物组织和原生质体的转化、杂交瘤生成、胚胎操作、植物原生质体融合、蛋白质电整合/电插入。 二、美国BTX公司——电穿孔、电融合专家 自1983年成立以来，以电穿孔仪、电融合仪为主要产品，开发了电穿孔、电融合、转染、转化等方面的众多最新技术和产品，成为电穿孔、电融合领域全球领先的专业厂家。 三、东胜创新BTX产品链接 http://www.eastwin.com.cn/product_btx.asp

1、细胞培养基的种类按照细胞培养基的发展历史，细胞培养基大致可分为平衡盐溶液、天然细胞培养基、合成细胞培养基、无血清细胞培养基、限定化学成分细胞培养基等几大种类。1.1 平衡盐溶液（balanced salt solution，BSS）BSS主要是由无机盐、葡萄糖组成，它的作用是维持细胞渗透压平衡，保持pH稳定及提供简单的营养。其主要用于细胞的漂洗、配制其他试剂等。几种常用的BSS配方如下（表1-1）。D-Hank' s与Hank' s的一个主要区别是前者不含有Ca2+和Mg2+，因此D-Hank' s常用于配制胰酶溶液。因为Ca2+、Mg2+是细胞膜的重要组成成份，参与细胞粘附等功能，使用不含Ca2+、Mg2+的BSS可避免细胞结团。此外，Hanks液和Earle液是常用的BSS基础溶液，前者缓冲能力较弱，适合于密闭培养；后者缓冲能力较强，适合于5% CO2的培养条件。表1-1 几种常用的BSS配方（g/L）名称PBS（无Ca2+、Mg2+）PBS（含Ca2+、Mg2+）Earle’sHank’sD-Hank’sKrebs-RingerNaCl8.008.006.808.008.007.00KCl0.200.200.400.400.400.34CaCl2--0.200.14-MgCl2• 6H2O-0.10---MgSO4• 7H2O--0.20.2-Na2HPO41.151.15-0.0480.0480.10Na2HPO4• 2H2O--0.14--0.207KH2PO40.200.20-0.060.06NaHCO3--2.200.350.35-葡萄糖--1.001.00-1.80酚红--0.010.010.01-目前用于细胞培养的血清主要是牛血清，培养某些特殊细胞也用人血清、马血清等。牛血清对绝大多数哺乳动物细胞都是适合的，但并不排除在培养某种细胞时使用其他动物血清更合适。血清中含有各种血浆蛋白、多肽、脂肪、碳水化合物、生长因子、激素、无机物等，这些物质对促进细胞生长或抑制生长活性是达到生理平衡的。此外，血清含一些对细胞产生毒性的物质，如多胺氧化酶，能与来自高度繁殖细胞的多胺反应（如精胺、亚精胺）形成有细胞毒性作用的聚精胺。补体、抗体、细菌毒素等都会影响细胞生长，甚至造成细胞死亡。目前，血清多作为一种添加成分与合成培养基混合使用，使用浓度一般为5~20 %，最常用是10 %。1.2 合成细胞培养基合成培养基是根据天然培养基的成分，用化学物质模拟合成、人工设计、配制的培养基。最早开发的基础培养基（minimal essential medium, MEM），其本质为含有盐、氨基酸、维生素和其他必需营养物的pH缓冲的等渗混合物。在此基础上，DMEM、IMDM、HAM F12、PRMI1640等各种合成细胞培养基被不断开发出来。常用合成培养基的配方此处不详细介绍，其特性及应用的范围见下表：哺乳动物细胞培养基：培养基名称特性及应用范围199细胞培养基添加适量的血清后，可广泛用于多种细胞培养，并用于病毒学、疫苗生产等MEM细胞培养基MEM（Minimal Essential Medium）培养基有含Earle' s平衡盐的类型，也有含Hanks' 平衡盐的类型；有高压灭菌型的，也有过滤除菌型的；还有含非必需氨基酸的类型。是最基本、适用范围最广的细胞培养基。DMEM细胞培养基DMEM（Dulbecco’s modified Minimal Essential Medium）是由Dulbecco在MEM培养基的基础上改良获得的，各成分份量加倍，分低糖（1000mg/L）、高糖（4500mg/L）两种类型。细胞生长快。附着稍差的肿瘤细胞、克隆培养用高糖效果较好，常用于杂交瘤的骨髓瘤细胞和DNA转染的转化细胞培养。IMDM细胞培养基IMDM（Iscove’s modified DMEM ）是由Iscove在DMEM基础上改良，增加了几种氨基酸和胱氨酸量等。可用于杂交瘤细胞培养，以及无血清培养的基础细胞培养基。GMEM细胞培养基Glasgow’s MEM培养基是MEM的改进型，用于支持BHK-21细胞的生长。原配方以BME为基础， 加入10%磷酸胰蛋白(月示)肉汤，氨基酸和维生素浓度加倍。RPMI-1640细胞培养基专门针对淋巴细胞培养设计，含有BSS、21种氨基酸、维生素等，广泛适于多种正常细胞和肿瘤细胞的培养，也用做悬浮细胞培养。HamF12细胞培养基含微量元素，可在血清含量低时用，适用于克隆化培养。F12适用于CHO细胞，也是无血清细胞培养基中常用的基础细胞培养基。DMEM/F12细胞培养基将DMEM和F12按照1:1比例混合，混合后营养成份丰富，血清使用量也减少，常作为开发无血清细胞培养基时的基础细胞培养基。McCoy' s5AMcCoy' s 5A Medium 主要为肉瘤细胞的培养所设计，可支持多种(如骨髓、皮肤、肺和脾脏等)原代细胞的生长，除适于一般的原代细胞培养外，主要用于作组织活检培养、一些淋巴细胞培养以及一些难培养细胞的生长支持。例如Jensen大鼠肉瘤成纤维细胞、人淋巴细胞、HT-29、BHL-100等上皮细胞。William' s Medium E适用于大鼠肝上皮细胞的长期细胞培养。神经元基础培养基可为神经元生长提供基础营养物质。昆虫细胞培养基：培养基名称特性及应用范围Grace' s昆虫培养基Grace昆虫培养基（Grace' s Insect Medium）最初设计为支持澳大利亚白星橙天蚕蛾 (Antherea eucalypti) 细胞 的生长，是对Wyatt培养基的改良，以更接近 Antherea 血淋巴。Grace用这种培养基建立了第一个连续细胞系。适当补充添加剂后，该基本培养基已用于培养各种昆虫细胞，包括多种鳞翅类以及一些双翅类昆虫。Grace昆虫细胞培养基主要作为 培养基基础，用于培养Sf9 和Sf21细胞系，也用于其它鳞翅类昆虫细胞系的生长和维持。Grace' s培养基(Grace’s Insect Cell Culture Medium) 是无血清培养基，使用时需要补充血清，从而为细胞提供必要的营养因子。添加5 -20%胎牛血清后，Grace昆虫细胞培养基可以用于培养多种昆虫细胞。IPL-41 昆虫培养基 IPL-41昆虫培养基（IPL-41 Insect Medium）旨在用于大规模扩增草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）细胞系，也常用于通过杆状病毒表达系统（BEVS）进行蛋白表达。 IPL-41培养基是对原始IPL配方的改良，由美国农业部昆虫病理实验室Weiss等人开发，用于大规模扩增草地贪夜蛾衍生细胞系。Weiss向基础培养基中加入了胎牛血清和TPB培养基（Tryptose Phosphate Broth），成功地实现了IPL-21 AE (III)细胞系的大规模连续培养。该培养基主要用于培养和维护鳞翅类衍生细胞系和扩增这些细胞系的病毒。IPL-41培养基基础也以用于无血清夜蛾细胞的杆状病毒重组蛋白表达。Shield' s & Sang Insect向Sheilds-Sang M3昆虫培养基中添加10%胎牛血清后广泛用于培养各种果蝇细胞系。Sheilds-Sang M3昆虫培养基（Sheilds and Sang M3 Insect medium） 基于D22培养基。该培养基支持黑腹果蝇衍生细胞的生长。Sheilds和Sang将原配方中的氯化物除去，用谷氨酸盐提供钠和钾离子，并用游离氨基酸替代乳白蛋白水解物。Bis-Tris作为缓冲剂放置pH变动。Schneider' s 果蝇培养基 很多昆虫组织培养基的配方是模拟特定昆虫体液的主要物理化学性质。针对相同物种的不同培养基成分的相似度可能比针对不同物种的培养基之间更低。有多种培养基用于果蝇细胞和组织的体外培养。应用最多的是Schneider 培养基、D-22 培养基。果蝇细胞用于研究各种生物化学过程，包括遗传学、内分泌学、生理学和细胞生物学等方面，以及重组蛋白的表达。加入5-20% 胎牛血清后Schneider培养基能够支持黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）原代细胞和建立的细胞系的快速生长。该培养基用于培养和维护果蝇胚胎衍生的细胞系以及其它双翅目昆虫细胞培养物细胞培养基常用几种重要的添加成分及使用过程中应注意的问题酚红在细胞培养基中用作pH值的指示剂。一般情况下，可以通过酚红的指示作用判断培养基的pH值，但低血清或是无血清细胞培养基中酚红的含量与普通细胞培养基中的酚红含量不同，不能通过肉眼观察或通过经验来判定pH值，建议使用pH计进行测定。酚红通常对含血清的细胞培养基生产的生物制品质量并不会产生明显影响，也可通过纯化技术去除，但酚红在无血清细胞培养基中可能带来胞内钠/钾失衡，影响细胞生长。碳酸氢钠在细胞培养基中主要是作为缓冲系统，此外还具有调节渗透压的作用。通常产品使用说明中的碳酸氢钠推荐量是一个标准、安全量，是在科学的基础上根据实践经验所得。但是由于不同的细胞系（株）不同，同一株细胞适应环境也可能不同（细胞耐受性不同等），且存在的地域性水质差异等，在实际生产过程中也可稍作改动，但使用者需做相应的检测（理化及细胞生产试验等）。HEPES是一种非离子缓冲液，在pH 7.2 ～7.4范围内具有较好的缓冲能力，在高浓度时对一些细胞可能有毒。HEPES缓冲液可与低水平的碳酸钠（0.34 g /L）共用，以抵消因额外加入HEPES引起的渗透压增加。其安全浓度范围是10～25 mmol/L。丙酮酸钠可以作为细胞培养中的替代碳源，尽管细胞更倾向于以葡萄糖作为碳源，但是在没有葡萄糖的条件下，细胞也可以代谢丙酮酸钠。谷氨酰胺在溶液中很不稳定，4 ℃下放置1周可分解50 %，使用中最好单独配制，置-20 ℃冰箱中保存，使用前加入细胞培养液中。赖氨酸（L-lysine）：分子量大于70,000的多聚赖氨酸可以用于促进细胞贴壁生长，也可以用于组织学(Histology)分析时的粘片剂。Poly-L-lysine和Poly-D-lysine都可以用于促进细胞的贴壁生长。Poly-L-lysine可以被某些细胞所消化并吸收，摄入过多的Poly-L-lysine会产生一定的细胞毒性。如果遇到Poly-L-lysine有细胞毒性的情况，可以考虑选用Poly-D-lysine，因为右旋的聚赖氨酸是不会被生物吸收利用的，所以毒性更低。远慕生物致力于生物技术和生命科学等行业领域，专注于植物生物学技术研究，以满足全球不断增长的食品，能源、医药日益增长的需求和发展。目前远慕生物制造和提供的产品主要有动物细胞培养产品（包括细胞培养基、FBS、缓冲溶液、抗菌剂和其他试剂）和植物生物学产品（包括植物组织培养基、凝胶系列产品、植物生长调节剂、抗生素&抗菌剂、生化试剂以及植物组培容器和耗材）。

哺乳动物细胞培养过程哺乳动物细胞在培养过程中会经过组织提取，原代培养，传代培养等过程。传代培养会根据具体情况分为细胞株培养和细胞系培养。如下对各个过程进行简述：原代培养：从动物机体取出组织后切碎，经过各种酶（常用胰蛋白酶），螯合剂（常用EDTA）结合机械方法（吸液管反复吸吹）处理，分散成单细胞，置于合适的培养基中培养，使细胞得以生存、生长和繁殖。一般把从动物有机体内取出细胞开始培养，到繁殖十代以内的细胞培养称为原代细胞培养。经过原代细胞培养，细胞分裂繁殖，培养物逐渐增多长满培养空间，继而相互之间接触，发生接触抑制现象，生长速度逐渐减慢甚至停止。需要重新接种到新的培养瓶内进行传（继）代培养。传（继）代培养：将原代细胞从培养瓶中取出，配制成细胞悬浮液，分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养，称为传（继）代培养。细胞系：初代培养物开始第一次传代培养后的细胞，即称之为细胞系。如果细胞系的生存期有限，则称为有限细胞系。已获得无限繁殖能力，能持续生存的细胞系称为连续细胞系或无限细胞系。细胞株：从一个经过生物学鉴定的细胞系，用单细胞分离培养或通过筛选的方法，由单细胞增值形成的细胞群，称为细胞株。再由原细胞株进一步分离培养出与原珠形状不同的细胞群，成为亚株。哺乳动物细胞培养条件不同哺乳动物细胞在各个阶段的培养，都需要有基础的培养条件，归纳如下：1、无菌无毒的环境：对培养液和所有培养用具无菌处理；培养液中添加抗生素防止培养过程中污染；定期更换培养液以清除代谢产物，防止对培养细胞造成危害。2、营养：液体合成培养基包含糖、氨基酸、促生长因子、水、无机盐、微量元素等；通常还需加入血浆、血清等天然成分3、适宜的温度和pH：人和哺乳动物细胞最适宜温度大多为36±0.5℃。适宜的酸碱度为pH 7.2-7.4。4、气体环境：气体环境一般为“95% 空气+5% CO2”混合气体。氧气是细胞代谢必须气体，CO2维持培养液pH。德国WIGGENS CO2培养箱，为细胞生长提供最佳环境，为您的细胞培养保驾护航。

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p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 新华社杭州2月23日电 浙江大学医学院干细胞与再生医学中心郭国骥教授团队研发出低成本、高效率、完全国产化的高通量单细胞测序平台“Microwell-seq”，并在短时间内利用这一平台构建全球首个哺乳动物的细胞图谱。该成果于23日刊登在国际学术期刊《细胞》杂志上。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 细胞是生命最小的独立遗传单位。传统的测序技术“看”的是一组一组、成群的细胞，“读”的是一堆细胞遗传信号的均值，因此单个细胞的特异性表现容易被忽略。郭国骥认为，单细胞组学技术使人类能够从单个细胞的视角，精确解析细胞的分化、再生、衰老以及病变，“这类技术正带来一场细胞检测、分类和鉴定的方法学革命”。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp “我们利用微孔矩阵、分子标记和扩增技术，高通量、高精度地实现单细胞水平分析，解决了传统测序中单个细胞核酸物质少、容易丢失、分析成本高的难题。”郭国骥说。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 研究人员向记者展示了一块边长三厘米的正方形薄片，这是一块有10万个直径30微米“小坑”的琼脂糖微孔板。实验中，科学家用消化酶将一团相对紧实的细胞解离成单个细胞的悬浮液，倾倒在琼脂糖微孔板上，大约有1万个细胞会“一个萝卜一个坑”地落入“坑”。之后，研究人员为& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 每一个被捕获的细胞贴上“编号”——“磁珠索引”，数万个直径为25微米的磁珠倾倒入“坑”中，在封住单个细胞同时标记上DNA索引。第三步则是常规的测序流程，每个细胞的表达谱得到解析。这项技术能够测试单个细胞所有的信使RNA，这是将细胞DNA遗传信息翻译成蛋白质的重要物质。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 借助这一高通量单细胞测序平台，研究人员对小鼠不同生命阶段的近50种器官组织的40余万个细胞进行了系统性的单细胞转录组分析，构建了首个哺乳动物细胞图谱。 /p p & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp 专家认为，小鼠细胞图谱的完成，将对下一步人类细胞图谱的构建带来指导性意义，并惠及细胞生物学、发育生物学、神经生物学、血液学和再生医学等多个领域。 /p

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网络研讨会:快速筛选哺乳动物细胞株的最新技术Tuesday, June 26, 20124:00 PM Beijing TimeTuesday, June 26, 2012 | 4 pm Beijing Time 主讲人:Chris Zhang, Ph.D., Research Scientist, Genetix, Molecular Devices. 张骁博士是分子仪器公司R&D部门的研发科学家；张博士在英国谢菲尔德大学攻读的生物化学；并在医学院获得了研究免疫，感染和炎症方面的博士学位。同年在皇家哈勒内姆医院的心血管部门从事研究工作。张博士于2009年加入分子仪器公司。至今，他成功的推动了很多跨平台应用的研发，热衷致力于细胞信号通路的分析和干细胞筛选技术应用的研发。 摘要: 随着药物供给需求的快速增长，和生物制药企业的快速发展，对快速开发出高效稳定的生产系统的需求已经越来越高。依靠试验员手工操作，在传统细胞株的生产制作工艺上占据了极大的比例。这部分传统工艺需要大量人力做重负冗繁的工作，致使产量低而且很容易受到人为错误的影响。我将在这里为您介绍新的ClonePix系统会充分填补传统工艺上的不足。ClonePix系统是一个将高通量筛选和自动化系统整合为一体，专为生物制药企业设计的，适用于快速开发，筛选，生产大分子细胞株的平台。如果您有任何问题，请联系MD中国：info.china@moldev.com详情请联系：美谷分子仪器（上海）有限公司E-mail: Info.china@moldev.com上海：86-21-33721088 北京：86-10-64108669台北：886-2-26567581 香港：852-81252509www.moleculardevices.com.cn | www.moleculardevices.com

生意社7月26日讯　日前，江苏弗泰生物科技有限公司的融合蛋白试剂获得泰州海关出境通关许可，远销美国，成为国内首批经过海关允许出口的同类试剂。 　　据介绍，融合蛋白是目前世界上为数很少的以抑制为作用机理的重组药物，广泛应用于自身免疫、肿瘤免疫、器官移植。泰州中国医药城引进以海外科学家郑心校教授为技术领军人，以高层次人才张栋博士、黄序博士等为骨干的技术团队，建立了国内乃至国际领先的重组蛋白类药物研发技术服务平台——细胞及蛋白质治疗研发中心。目前，弗泰生物已建成哺乳动物细胞、原核细胞表达等产品生产线，创制出数十种具有全新功能的融合蛋白试剂，并接到了来自日本、美国的订单。 (金陵)

奥然科技于2009年10月在中国农科院海南香饮所的设备采购中，中标一套日本BEX* LF301细胞电融合仪。 日本BEX是世界知名的电穿孔仪、细胞融合仪生产商，LF301是其最新型号的细胞电融合仪。奥然是BEX的中国总代理。

3月4日，由中国科学院自动化所田捷研究员担任项目负责人的基金委国家重大科研仪器设备研制专项“小动物光学多模融合分子影像成像设备”项目召开项目启动会，标志着该项目正式启动。 　　本项目由自动化所牵头，清华大学、北京协和医院以及第四军医大学、西安电子科技大学等四家单位共同参加，是迄今为止自动化所资助额度最高的国家基金委项目。 　　针对重大疾病防治和重大新药创制的国家战略需求，该项目拟研制小动物光学多模融合分子影像成像设备。该成像设备以光学分子成像模态为核心，同机融合核素和结构成像模态，从细胞分子、功能代谢和解剖结构等多个层面系统全面地提供生物体生理病理信息。围绕多模成像设备研制这一核心目标，该项目涉及到成像模型、重建算法、成像设备、融合平台、验证评价以及医学生物应用等多方面的研究。该设备将用于开展恶性肿瘤发生发展机理、早期精确诊断以及药物疗效定量评价的医学生物应用研究，为肿瘤早期精确诊断和药物定量疗效评价提供技术支持和设备保障。该项目的实施对推动生命科学和医学的科学研究、技术发展具有重要意义。 　　启动会上，田捷研究员还就项目总体情况、“小动物光学、结构、代谢三模态同机成像设备构建与研发”课题研究方案的报告、项目各子课题分别就课题定位、研究内容、实施方案、具体指标、研究计划等几个方面进行了汇报。 　　基金委医学部常务副主任董尔丹、综合计划局郑永和副局长、中国科学院计划财务局曹凝副局长、院高技术局杨永峰处长、基金委综合计划局谢焕瑛处长、医学部三处李恩中主任，中科院项目评估监理中心金启宏研究员、刘涛副研究员等领导和专家出席会议 美国医学科学院外籍院士戴建平教授、中国科学院吴培亨院士、沈绪榜院士等九位项目专家委员会委员莅临启动会。

单克隆抗体制备的原理：B淋巴细胞在抗原的刺激下,能够分化、增殖形成具有针对这种抗原分泌特异性抗体的能力、B细胞的这种能力和量是有限的,不可能持续分化增殖下去，因此产生免疫球蛋白的能力也是极其微小的、将这种B细胞与非分泌型的骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞，再进一步克隆化，这种克隆化的杂交瘤细胞是既具有瘤的无限生长的能力，又具有产生特异性抗体的B淋巴细胞的能力，将这种克隆化的杂交瘤细胞进行培养或注入小鼠体内即可获得大量的高效价、单一的特异性抗体.这种技术即称为单克隆抗体技术。单克隆抗体制备的过程：免疫动物免疫动物是用目的抗原免疫小鼠，使小鼠产生致敏B淋巴细胞的 过程。 一般选用6-8周龄雌性BALB/c小鼠，按照预先制定的免疫方案进行免疫注射。 抗原通过血液循环或淋巴循环进入外周免疫器官，刺激相应B淋巴细胞克隆，使其活化、增殖，并分化成为致敏B淋巴细胞。细胞融合采用二氧化碳气体处死小鼠，无菌操作取出脾脏，在平皿内挤压研磨，制备脾细胞悬液。 将准备好的同系骨髓瘤细胞与小鼠脾细胞按一定比例混合，并加入促融合剂聚乙二醇。在聚乙二醇作用下，各种淋巴细胞可与骨髓瘤细胞发生融合，形成杂交瘤细胞。选择性培养选择性培养的目的是筛选融合的杂交瘤细胞，一般采用HAT选择性培养基。在HAT培养基中，未融合的骨髓瘤细胞因缺乏次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶，不能利用补救途径合成DNA而死亡。 未融合的淋巴细胞虽具有次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶，但其本身不能在体外长期存活也逐渐死亡。 只有融合的杂交瘤细胞由于从脾细胞获得了次黄嘌呤-鸟嘌呤-磷酸核糖转移酶，并具有骨髓瘤细胞能无限增殖的特性，因此能在HAT培养基中存活和增殖。杂交瘤阳性克隆的筛选与克隆化在HAT培养基中生长的杂交瘤细胞，只有少数是分泌预定特异性单克隆抗体的细胞，因此，必须进行筛选和克隆化。通常采用有限稀释法进行杂交瘤细胞的克隆化培养。采用灵敏、快速、特异的免疫学方法，筛选出能产生所需单克隆抗体的阳性杂交瘤细胞，并进行克隆扩增。经过全面鉴定其所分泌单克隆抗体的免疫球蛋白类型、亚类、特异性、亲和力、识别抗原的表位及其分子量后，及时进行冻存。单克隆抗体的大量制备单克隆抗体的大量制备主要采用动物体内诱生法和体外培养法。(1)体内诱生法 取BALB/c小鼠，首先腹腔注射0.5ml液体石蜡或降植烷进行预处理。1-2周后，腹腔内接种杂交瘤细胞。杂交瘤细胞在小鼠腹腔内增殖，并产生和分泌单克隆抗体。约1-2周，可见小鼠腹部膨大。用注射器抽取腹水，即可获得大量单克隆抗体。(2)体外培养法 将杂交瘤细胞置于培养瓶中进行培养。在培养过程中，杂交瘤细胞产生并分泌单克隆抗体，收集培养上清液，离心去除细胞及其碎片，即可获得所需要的单克隆抗体。但这种方法产生的抗体量有限。各种新型培养技术和装置不断出现，大大提高了抗体的生产量。单克隆抗体制备的意义：用于以下各种生命科学实验并具有医用价值（1）沉淀反应：Precipitation reaction（2）凝集实验：haemaglutination（3）放射免疫学方法检测免疫复合物（4） 流式细胞仪：用于细胞的分型和细胞分离.（5）ELISA 等免疫学检测（6）BIAcore biosensor:检测Ab-Ag或与蛋白的亲和力 .（7）免疫印记（western blotting)（8） 免疫沉淀：（9） 亲和层析：分离蛋白质（10） 磁珠分离细胞（11）临床疾病的诊断和治疗；

【买美国BTX电穿孔仪 东胜新年送大礼】 2008岁末将至，为迎接新一年的到来，为了答谢广大新老用户对东胜创新的一贯支持， 特推出买美国BTX公司电穿孔仪送大礼优惠活动。 &mdash &mdash 从即日起至2008年12月31日止，凡签约购买BTX电穿孔仪ECM399、ECM830，除获得特价优惠外，还将获得： 购买ECM830的用户，将获得一千万像素数码相机一台。 购买ECM399的用户，将获得名牌运动背包一个。 机会有限，欲购从速 详情请来电垂询： 010-51663168-6212分机，或133813 26239 BTX产品专员 欢迎登陆东胜网站：www.eastwin.com.cn 还有更多惊喜等着您！ 【东胜创新生物科技有限公司】： 东胜创新生物科技有限公司以服务并推动中国的生命科学事业发展为使命，主要提供生命科学研究领域的各种仪器设备和试剂耗材，代理着数十个一流进口品牌，还创立了自主仪器品牌&ldquo 东胜龙&rdquo 和服务品牌&ldquo 东胜心服务&rdquo 。 公司总部位于北京，全国有十余个办事处，拥有一支近两百人的服务团队。 代理的进口品牌有：Agilent、Alpha、BTX、Kodak、NEB、Qiagen、Tecan等。东胜创新网站：www.eastwin.com.cn 【美国BTX公司中国总代理】： 东胜创新生物科技有限公司，获全球唯一专业的电穿孔&电融合仪生产厂家&mdash &mdash 美国BTX公司授权，为其在中国大陆及香港地区的总代理，销售BTX各种电穿孔/电融合仪、多种配套的电击杯、活体电极、融合电极和各种配件。 美国BTX公司网站：www.btxonline.com 【新闻】： BTX产品ECM2001细胞电融合&电穿孔仪被美国冷泉港实验室列入标准实验操作程序 http://cshprotocols.cshlp.org/cgi/content/full/2008/10/pdb.prot5040 【ECM399指数衰减波电穿孔仪】  产品简介 ECM 399 是一款指数衰减波电穿孔系统，其提供的电场强度和脉冲强度是专为细菌和酵母的简单转化而设计的。在低压模式中，ECM399也可以运用于部分哺乳动物细胞上。ECM 399是和PEP（个人电穿孔包）一起配送的，但它同样可以和BTX样品杯安全台兼容。  应用方向  高压模式（HV）为大肠杆菌和酵母转化专门设计，适用于构建cDNA文库和突变体库的各种转化操作。  低压模式（LV）适合于淋巴细胞、骨髓瘤、胶质瘤、成纤维细胞和Cos7细胞等多种哺乳动物的转染。  仪器特点  应用广泛：低压模式，既可以满足细菌和酵母的电转化，也可以满足多种哺乳动物细胞的转染。  液晶显示：液晶屏幕高分辨率显示，轻松直观地设定参数及实际参数。  安全防护：电弧淬灭，短路保护。  兼容性广：PEP、安全台、两针阵列电极、35mm培养皿电极、显微载玻片电极、夹心式扁平室等都可兼容。 【ECM830方波电穿孔仪】  产品简介 ECM830是为体外和体内电穿孔设计的方形波电穿孔系统。BTX方波技术为研究者提供了更高的细胞转染率和存活率。ECM830主机可和BTX的各种专业电极及配件结合使用，应用范围十分广泛。  应用方向  哺乳动物细胞的转染  活体/离体基因或药物导入  卵内基因或药物导入  核转移  植物组织和原生质体的转化  蛋白质电整合/电插入  技术特点  转化效率高：温和的方波提高电穿孔后的细胞存活率。  应用范围广：动物细胞的转染、植物原生质体的转化，动物及植物组织活体基因导入，核移植等等。  可配电极多：电击杯、活体电穿孔电极、细胞融合电极。  安全操作:电弧淬灭功能，使由电弧引起的损害降至最低；短路保护，避免脉冲发生器遇到短路时被损坏。

夏季的夜晚，走到山间草丛，可以看到一种昆虫提着一盏灯在飞行，这就是萤火虫在发光。萤火虫体内的荧光素酶催化底物荧光素，发生化学反应，产生光子。这也是大家比较熟悉的，在动物活体生物发光成像当中运用到的反应原理。通过利用该原理，配合上转基因技术及动物活体成像系统，我们可以非侵入性和纵向研究小动物的基因表达、蛋白质-蛋白质相互作用、肿瘤学机制和抗肿瘤药物药效及动力学和疾病机制等；相比于传统研究手段，这种方法通过在动物整体水平上进行研究，能提供更多有用的信息，同时大幅减少实验研究所需的动物数量和降低个体间的差异。萤火虫荧光素酶反应的示意图(a)、荧光素酶以报告基因的形式进入细胞核，并翻译成功能性酶。该酶将底物荧光素、氧(O2)和三磷酸腺苷(ATP)转化为氧荧光素、二氧化碳(CO2)和二磷酸腺苷(ADP)，同时发光。(b)、萤火虫底物D-荧光素及其产物氧合荧光素的化学结构。 那么问题来了，自然界会发光的生物除了有萤火虫，还有鱼类、藻类、植物和细菌等，这些生物的发光原理是否也和萤火虫一样呢？这些发光原理能否运用到动物活体成像研究中呢？今天，小编就为大家介绍另外一种生物发光原理—细菌发光及其在动物活体成像中的应用。细菌荧光素酶对于细菌的生物发光现象，早在1875年就被发现了，研究人员Boyle首先揭示了细菌发光对氧气的依赖。而随着研究的深入，研究人员发现细菌发光涉及到的酶有荧光素酶、脂肪酸还原酶和黄素还原酶，以及底物还原性黄素单核苷酸和长链脂肪醛。在发光细菌中发现的一种操纵子，基因顺序为luxCDABEG，其中luxA和luxB基因分别编码细菌荧光素酶α和β亚基，luxC、luxD和luxE基因分别编码合成和回收荧光素酶醛底物的脂肪酸还原酶复合物的r、s和t多肽，luxG编码黄素还原酶。到目前为止所知的所有发光细菌，都是基于细菌荧光素酶介导的酶反应来产生光。这是一种大约80kDa的异二聚体蛋白，与长链烷烃单加氧酶具有同源性。该酶通过以下反应介导O2氧化还原的黄素单核苷酸(FMNH2)和长链脂肪族(脂肪)醛(RCHO)，以产生蓝绿光。细菌荧光素酶介导的酶反应1细菌发光明场图2细菌发光发光图细菌发光反应过程在发光反应中，FMNH2与酶结合，然后与O2相互作用，形成黄素-4A-过氧化氢。这种复合物与醛结合形成一种高度稳定的中间体，其缓慢的衰变导致FMNH2和醛底物的氧化和发光，反应的量子产率估计为0.1-0.2个光子。该反应对FMNH2具有高度特异性，体内的醛底物可能是十四醛。FMNH2是由NADH：FMN氧化还原酶(黄素还原酶)提供，该酶从细胞代谢(如糖酵解和柠檬酸循环)中产生的NADH中提取还原剂，还原剂通过自由扩散从FMNH2向荧光素酶的转移。长链醛的合成是由脂肪酸还原酶复合物催化。与细菌荧光素酶一样，底物FMNH2和长链脂肪醛也是细菌发光反应的特异性底物；真核生物生物发光使用不同的化学物质和荧光素酶，它们在蛋白质或基因序列水平上与细菌荧光素酶不同。细菌中的荧光素酶反应过程细菌发光原理在动物活体成像中的应用目前，细菌发光原理在动物活体成像研究中的应用有：传染病研究、菌种抗药性测试及细菌介导的肿瘤治疗等。通过将luxCDABE操纵子稳定地整合到不同的细菌基因结构中，不需要任何其他外源底物(除了氧)来产生生物发光，再通过一套超灵敏的动物活体成像系统(AniView 100)，为监测细菌物种感染负担、致病机理研究和肿瘤药物靶向治疗等提供了一种快速便捷的研究检测方法。AniView 100检测减毒鼠伤寒沙门氏菌体内靶向性肿瘤情况(箭头指向为肿瘤)应用说明如以细菌介导的肿瘤治疗为例，传统的癌症治疗方法是手术切除，治疗转移性癌症还需要与其他疗法(如放疗或化疗)相结合。这些疗法存在局限性，如放疗的疗效主要取决于组织氧水平，肿瘤内坏死区和缺氧区低氧浓度是治疗失败的常见原因；而化疗的疗效主要取决于药物的分布，肿瘤内坏死区和缺氧区的血管不规则会影响药物的输送，限制药物的疗效。与传统方法相比，使用细菌进行癌症治疗有以下优势：首先，细菌会在肿瘤中选择性积累，肿瘤中的细菌聚集量大约是正常器官的1000倍，肿瘤特有的坏死区和缺氧区一般不会在大多数器官中形成。其次，细菌的增殖能力使得它们可以进行持续治疗；最后，许多细菌的全基因组测序已经完成，能够通过基因组操作提高它们在人类使用中的安全性，并增强其杀瘤效果。目前，细菌介导的肿瘤治疗广泛应用于DNA或siRNA的传递、运送经工程改造的毒素或前药物和触发机体免疫反应，进而达到抑制或杀灭肿瘤细胞、起到抗击肿瘤的作用。应用案例 静脉注射3天后，表达lux的鼠伤寒沙门氏菌在各种肿瘤中积聚。CT26：小鼠结肠癌，4T1：小鼠乳腺癌，MC38：小鼠结直肠腺癌，TC-1：小鼠肺癌,Hep3B：人肝细胞癌，ARO：人甲状腺癌，ASPC1：人胰腺癌应用案例 携带受L-阿拉伯糖诱导启动子pBAD表达系统控制的细胞毒蛋白(溶细胞素A)、表达lux报告基因的减毒鼠伤寒沙门氏菌，用于肿瘤治疗。总结利用生物发光原理进行动物活体成像，目前主要有两种方式。一种是使用萤火虫荧光素酶，最适合在哺乳动物细胞中表达；另外一种是细菌荧光素酶，广泛应用于原核生物。细菌Lux操纵子由于编码生物发光所需的所有蛋白质，包括荧光素酶、底物和底物生成酶，不需要外源底物，成像更加的方便，不需要像萤火虫荧光素酶一样，考虑ATP的可用性、底物分子的渗透、药代动力学和生物分布等对成像的影响。但是，细菌荧光素酶的发射波长较短(490nm)，组织吸收较大，这会影响成像数据的量化；而且，对于某些真核微生物(包括真菌和寄生虫)和真核细胞，仍然需要使用萤火虫荧光素酶标记，原因在于lux报告基因没有得到足够的优化，还不能在真核细胞中稳定表达。不过由于细菌荧光素酶和萤火虫荧光素酶的发射波长不同，从而可以进行多光谱成像，用于同时定量评估小动物的不同生物过程，进一步扩展生物发光原理在动物活体成像中的应用。TipsAniView 100多模式动物活体成像系统 AniView 100多模式动物活体成像系统作为广州博鹭腾生物科技有限公司推出的高灵敏度动物活体成像系统，其采用全密闭抗干扰暗箱，避免外界光源及宇宙射线对拍照影响的同时，配合零缺陷、科研级高灵敏背部薄化、背部感应型冷CCD相机，极大地提高成像的灵敏度。AniView 100可以检测到100个luciferase标记细胞，对于动物活体细菌荧光素酶的生物发光信号，无论是在皮下或器官，均可以轻易检测到。快来关注我们，申请免费试用！

日本Nepa Gene公司成立于2001年，专业研发、生产细胞电融合仪、电转染仪、超声波基因导入仪、IVF相关设备等。公司的英文网址是http://www.nepagene.jp/E/Eindex.htm。 经过严格、仔细地考察，2011年5月，日本NEPA GENE公司正式授权华粤企业集团有限公司（我司）在中国区独家代理其全线产品。 NEPA21高效基因转染系统· CUY21SC /CUY21EDIT活体电转染仪 CUY21系列的方波电转染仪是Nepa Gene公司的老一代产品，被公认为是最专业的活体转基因仪器，并可以用于动物细胞转染，在研究领域中久负盛名。该产品已被数百篇文献引用，其中不乏高水平杂志的文章，如Nature、Cell、PNAS、Genes & Dvelopment等。 2011年，Nepa推出新一代全能型NEPA21高效基因转染系统。其特点有： 全新设计的电转程序， 特别适用于难转染细胞、离体组织或动物活体的转染， 高转染效率、高细胞存活率 电转程序各项参数可见、可调，适用性广 不需要特殊的转染试剂盒辅助，运维成本低 http://www.huayueco.com/show12345.php?lanmuid=3&id=304 ECFG21/LF201电融合仪 Nepa Gene是细胞融合领域最权威的品牌之一。ECFG21电融合仪是LF201的升级版，LF系列产品凭借专利的技术和优异的性能，广泛应用于动物克隆、细胞融合、植物原生质体融合等研究。美国第一只转基因克隆荧光猫，即是使用的Nepa Gene公司的细胞融合仪完成的。 部分参考文献： 细胞转染仪（NEPA21、CUY21系列） Barnabe-Heider et al. Genetic manipulation of adult mouse neurogenic niches by in vivo electroporation. Nature Methods, 2008 Feb 5(2):189-96. Shibata MA, et al. Combination therapy with short interfering RNA vectors against VEGF-C and VEGF-A suppresses lymph node and lung metastasis in a mouse immunocompetent mammary cancer model. Cancer Gene Ther. 2008 Dec 15(12):776-86. Limura T and Pourquie O. Collinear activation of Hoxb genes during gastrulation is linked to mesoderm cell ingression. Nature, 2006 Aug 3 442(7102):568-71. Sanada K and Tsai LH. G Protein betagamma Subunits and AGS3 Control Spindle Orientation and Asymmetric Cell Fate of Cerebral Cortical Progenitors. Cell, 2005 Jul 15 122(1):119-31 Ladher RK et al. FGF8 initiates inner ear induction in chick and mouse. Genes and Development, 2005 Mar 1 19(5):603-13. 细胞融合仪（ECFG21、LF201系列） Yin XJ, et al. Generation of cloned transgenic cats expressing red fluorescence protein. Biology of Reproduction. 2008 Mar 78(3):425-31. Egli D, et al. Developmental reprogramming after chromosome transfer into mitotic mouse zygotes. Nature. 2007 Jun 7 447(7145):679-85. Song K and Lee E. Modification of maturation condition improves oocyte maturation and in vitro development of somatic cell nuclear transfer pig embryos. Journal of veterinary science. 2007 Mar 8(1):81-7.Sato A, et al. Gene therapy for progeny of mito-mice carrying pathogenic mtDNA by nuclear transplantation. Proc Natl Acad Sci U S A. 2005 Nov 15 102(46):16765-70. Hochedlinger K, et al. Reprogramming of a melanoma genome by nuclear transplantation. Genes & Development. 2004 Aug 1 18(15):1875-85.

p 　　 strong 撰稿：中国农业科学院 蒋士强研究员 /strong /p p 　　 strong (一)、怀念与启示。 /strong 每当议及科学仪器与测试分析时，总使我想起 strong 王大珩院士 /strong 生前对科学仪器精辟的定义：“ strong 科学仪器是认识世界和改造世界的工具 /strong ”。同时也使我想起 strong 邹承鲁院士 /strong 生前一直坚持的立论：“ strong 科学是认识自然，大至宇宙，小到基本粒子。而技术是在认识自然的基础上改造自然，为人类服务 /strong ”。科学仪器和测试分析(以下简称为科仪与测试)在学科分类上是二级乃至是分支学料，但又是跨多学科,而且是科学发展的工具和产物,大家分析一下，众多与科学仪器和分析测试有关的诺贝尔奖得主就一目了然了。在行业地位上处于第二产业的分支中的分支。但是在当今全世界都在谋求科学和技术全方位的、不断的、甚至颠覆性的创新，以造就各领域、各学科、各产业、各行业的腾飞,使社会财富和政经不断增值和振兴，以满足 strong 人民日益增长的美好生活需求 /strong 。无论是探索科学发明和技术的创新,乃至具体到确保和提髙质量，直至更新、换代，都需要科仪和测试,即在学科和产业体量不大,并不显眼的领域，将越来越彰显出“庙小显神通”的作用。当今人工智能新浪涛己经来到之时，如何应对，急待探索和实践。 /p p 　　(二)、 strong 要充分认知人工智能大幕己开启、新浪涛己经来到，科仪和分析测试领域的学界和业界都不能固守原有思维模式、思路和策略。 /strong 我国传统思维比较保守，惯于从四书五经等典籍中，寻找治国安天下的方略，我国古代有四大发明，但我国自然科学的发展史是英国人写的，科学救国是近代一时思潮，后来受到批判，将社会发展、变革的推动力被阶级斗争等取代了，直到现代光辉的近30年、40年、70年才有所突破。就以机器和仪器而言，一字之差，前者是解放人的体力，后者是扩展、延伸人的感官，两者不断地融合、昇华& #8230 直到如今将脑科学、人的智慧，渗透、移植、乃至深化、超越地赋于各领域、产业、行业、事物的戴体(客体) 。寻求我国的轨迹，可说也是世界潮流的涌动波及和启迪的结果，恕我直言，我国有优良的文化、传统，但学界、业界乃至大众也有历史造成的不良习俗，多喜于学之外表，不求真谛，不仅缺乏异想天开的创造性，而乐于找捷径、跟风、蹭边、冒名& #8230 & #8230 。如早先，把仅能测电阻、电流、电压的三用表叫成“万用表” 把清涼油加点药料就叫“万金油”，& #8230 & #8230 。“人工智能”、“智能”、“智慧”等响亮而谜人的冠词，在各行业、各种产品上已有泛用之势，国内是乎更盛。但在国际上的仪器仪表、科学仪器、测试分析的领域，国外产品命名和广告宣传，还是比较谨慎的， strong 很少冠用人工智能 /strong ，即使其功能上具有某些初级人工智能的部分要素，如各种图谱的识别、解释、训练、自校正、自检等，这是值得学习的。 /p p 　　(三)、 strong 人工智能逐步渗透、融合于科学仪器和分析测试技术的历史回顾 /strong /p p 　　在科学仪器、实验室设备和分析测试技术中，经历了自动化、数字化、信息化、网络化之后，逐步渗透、融合了部分“人工智能元素”、“专家的部分智能”，如：可编程，进而可自检、自校正的自动进样器和样品前处理工作站 实验室管理系统LIMS系统(Laboratory Information Management System 英文缩写LIMS)是将以数据库为核心的信息化技术与实验室管理需求相结合的信息化管理工具，结合网络化技术，将实验室的业务流程和一切资源以及行政管理等以合理方式进行管理,通过LIMS系统，配合分析数据的自动采集和分析，大大提高了实验室的检测效率,降低了实验室运行成本并且体现了快速溯源和痕迹，使传统实验室手工作业中存在的各种弊端得以顺利解决 又如各种谱仪和联用仪中,应用了各种控制和分析的专家系统(有时称工作站、软件包等)，先是出现在进口仪器的操作系统中，接着国产仪器设备也逐步跟进，而且学者们发表了不少论文和专著，例如： strong 卢佩章院士于1992年12月就出版了《高效液相色谱法及专家系统》，2012年3月的版本是，由卢佩章院士、张玉奎院士和梁鑫淼增订的，是一本经典性的著作。在回味人工智能在分析测试技术中的应用时，非常贴近的实例，是早在上世纪末的近红外分析测试技术的突破，国外以Karl Norris博士、国内以陆婉珍院士、严衍禄教授等为代表的学者们,就建立了近红外光谱模型分析、人工神经网络模型算法等技术、以及用标样校正(训练)图谱模型的技术。 /strong 1998年湖南大学许亚兰发表论文，提出了模糊智能仪器这一新构想，针对这一构想，论文从其原理入手介绍了模糊智能仪器的相关基础理论--模糊数学与人工智能，其次在传统微机化仪器的基础上设计了模糊智能仪器。2004年由南开大学出版了裴雷著的《科学仪器软件平台研发——人工智能软件包开发》，提出：以软件为关键技术的通用平台上，可以很方便地改变软件配置来适应不同的需要,功能更加灵活、强大，更适合科学研究和创新的需要，建立中国自己的科学仪器通用软件平台，可带动我国分析仪器水平的提高，是我国分析仪器产业实现跳跃式发展的一次难得的机遇。中科院化工冶金所、中国科技大学、湖南大学的石乐明、张懋森、李志良的论文中指出：专家系统在分析化学中的一些应用，例如谱图解析，分析方法与分离路线的设计与优化，分析仪器工作参数的优化以及故障的诊断等。2010年11月1日，在化学_自然科学_专业资料中，发布了“分析化学中的应用”一文提出： 知识系统、知识工程已成为人工智能应用最显著新技术。2015年9月12日，在能源_工程科技_专业资料中，发布了“人工智能技术在分析化学中的应用技术”一文。2016年12月31日中国科学院化工冶金研究所李晓霞等发表论文，报导建立了HIN(chemicalinformationnetwork)。其实国内外生产的大型、专用型的光谱仪、色谱仪、质谱仪、波谱仪、基因导入仪、基因测序仪、蛋白质纯化系统、细胞融合仪、电泳仪、病毒免疫荧光分析仪、层析仪、生化分析仪和各种联用仪以及大型样品自动处理设备等，都渗入部分初级人工智能， strong 确切地说都有一定基础和苗头，只是有待于逐步完善。 /strong /p p 　　(四)、 strong 从以上（三）所述的案例中，近乎可得出一个规律，即：有强力的应用人工智能科技的需求，而且开发应用者、实施者对人工智能有足够的认知，二者碰撞即能产岀鲜艳的火花。 /strong 为此我建议在科学仪器与分析测试的学界与业界，宜先行有关人工智能的科普(在我国规划中就列有 strong 人工智能的全民科普的布署 /strong )。对学界、业界领军机构、人士、决策者，都有良好的科技学术基础，对类似以上列举的二本著作，肯定能熟读而有启迪的。新的科学技术的创新和应用不是炒岀来的，也不是抄岀来，更不是吹岀来的，是学者和业界同心合用探索、啃岀来的。 /p p 　　(五)、 strong 依据众多人工智能的著名院士、学者论述，我感悟人工智能与科学仪器和分析测试有着一些相似性，但因学科和产业的层次、目标、定位、历经和发展速度的不同,又有巨大差异。科仪和测试技术应该充分借助于人工智能的巨大驱动力和利用以下相似性：人工智能是研究开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学 目前用的办法就是我们现在说的神经网络或者准符号模型等 目的是研制出具有类人智能的智能机器，表现形式是会图像识别& #8230 & #8230 ，会人机对话& #8230 & #8230 ，会自动运行& #8230 & #8230 ，会思考、证明、诊断& #8230 & #8230 ，会学习& #8230 & #8230 ，会表示认知结果& #8230 & #8230 。鉴于人工智能总体发展水平当前仍处于起步阶段，专用人工智能取得突破性进展，由于应用背景需求明确、领域知识积累深厚、建模计算简单可行，(任务单一、需求明确、应用边界清晰、领域知识丰富、建模相对简单)因此形成了人工智能领域的单点突破，如图像检测分析& #8230 & #8230 ，都建立在数据的基础上 /strong (最初级的数据大多来自传感器和己有文献)， strong 都涉及众多学科，是多学科交叉、实践性很强的综合性学科。差异是人工智能更深，涉及到当今和未来的科技、产业乃至于社会变革。更新、是近60年来兴起的。更大、是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。更神、是引领这一轮科技革命和产业变革的战略性技术，具有溢出带动性很强的“头雁”效应。 /strong 而仪器与测试是原系古老庙小、时显神灵 更通俗的比喻是：后者古老的小庙、小神，既需依靠大神、大庙，也宜发挥庙小有神灵的特点， strong 我很赞赏将人工智能科技，逐步渗透、融合于科仪和测试的机理、构思、设计、研发之中，并在实施中与精细工匠精神相结合，推动科仪和测试技术发展，甚至颠覆其面貌。 /strong /p p 　　(六)、 strong 科仪和测试技术也应走人工智能应用上的细分工与专用化之路 /strong ，下棋人工智能机器人，决不能用于自动驾驶车辆& #8230 & #8230 ，当今高档的科仪和测试技术系统，越做越大、越复杂，有利于生产厂家赚钱，而买家只用其中部分功能，科仪和测试技术设备中逐步引入人工智能机器人技术，必能使科仪和测试技术设备走向细分工和专用化，硬件可能更简化，研发出各种新型传感器，当今庞大的科学仪器可能变成各种专用的传感部件，科仪将更灵敏、更小巧，测试分析将更具智能化，其实，万能的仪器设备都是假的。例如就食品安全检测而言，就应开发出检测某类、某种，甚至特定有害组份的人工智能机器人，其硬件将更精而少，而更神通，轻便和价廉。 /p p 　　(七)、 strong 学科和产业发展上应注重社会需求驱动，中医学的人工智能化将是我国的瑰宝。 /strong /p p 　　科学仪器和测试分析技术在医疗保健和生命科学中的应用，可说一支独秀，这原系这两界本身就是大学科、大产业，有巨大社会需求，也正因此，不论在仪器设备或测试技术方面都很快地融人工智能技术，已有不少案例(请参阅上述三、)，编撰者一直关注中医学中人工智能技术的运用，在去年4月份发表的《人工智能化将猛力推动甚至颠覆现有科学仪器与测试分析技术的面貌》一文中用 strong “中医学的人工智能化将是我国的瑰宝” 表述 /strong ，引用了2017年以前较详细媒体报导的资料，但近二年未见更多的报导，但愿是疏漏， strong 我仍坚信中医学领域，人工智能将大有作为。一方面应尽快抢救极其丰富的著名中医学大师积累的中医诊断中病人型像学和病案、宝方的经验，并转化为图像和数据，同时在中医院校引进人工智能专才，推进人工智能在中医学中的应用。 /strong /p p 　　(八)、将传统的科学仪器与分析测试的机理，变为模块、模型、模式， strong 将感知数据转变为图像，也许是得以融入以深度神经网络模型算法和图像分析等为代表的人工智能技术的捷径 /strong ，即大幅跨越了科学与应用之间的“技术鸿沟”，这也许是近年来，国外把许多传统的谱仪分析，转为图像分析的原因。 /p p 　　(九)、 strong 人才的培养、吸纳和借助。 /strong 科仪和测试界本身就需多学科人才，而要将人工智能技术引入，人才是关键，据媒体报导，华为拥有700多位数学家、300位物理学家、200位化学家，而且我国人工智能领域高级人材奇缺，科仪和测试业还属小庙，养不起“大和尚”即人工智能专才，那只能从原来从事计算机软件、自动化专业的人才中培养人工智能中级人才吧!当然也宜与从事人工智能的机构合作，吸纳和借助人才资源了。另外、今后开源的模型、算法等会越来越多，据报导，西方有不少中小型企业、机构，就是针对自已应用目的，利用开源的资料，修改、嫁接、而用之。 /p p 　　(十)、 strong 共建大数据共享联盟。 /strong 大数据分析是人工智能神力之一，也是科学仪器和测试分析技术跃进的梯子，而测试分析领域的数据也非常可观，以庞国芳院士的团队为例，就己公开岀版了色谱、质谱、核磁共振图谱集三大本，五亿多个数据吧!大数据在大数据分析，乃至于人工智能中的地位业内人士比我更清楚，我只是呼吁通过已有联盟机构，协同共建更大的分析测试大数据共享联盟， strong 是时候了! /strong /p

显微仪器是科学研究中常用的一种仪器，专门用于观察微观事物，但是科学研究经常是既要观测微观，又要了解全貌。清华大学团队日前发布的新型智能光场显微仪器就突破了传统显微仪器的能力“瓶颈”，做到了既能观测微观，又能观测全貌，同时还可以在动物活体时实现对其细胞的高精度三维观测，这是我国在高端仪器领域研发和产业化方面又一个突破。在清华大学成像与智能技术实验室，同学们正在使用由中国工程院院士、清华大学信息科学技术学院院长戴琼海团队开发的新型智能光场显微仪器，对小鼠的大脑神经元活动进行观测研究。屏幕上可以看到小鼠脑部影像，实时展示小鼠脑神经对图像、音乐等刺激做出的不同响应过程。据介绍，新型智能光场显微仪器借鉴了果蝇的复眼结构，通过几百万个微小镜头捕捉细胞所发出的微弱荧光，同时研发团队独创了数字自适应光学架构，首次在显微仪器上实现了既“看得宽”又“分得清”的效果，不仅能清楚显示细胞及细胞器层面的微观场景，传统显微仪器无法做到的整体观测、三维观测、长时程高速观测也能够一一实现，将可应用于生命科学和医学等多领域研究。解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科学术主任 戴朴：它给我们带来的革命性变化，首先是宽视场，一个非常大的空间范围，甚至它有一定的深度，形成了一个立体3D的观察。耳蜗接收到信号以后，它在大脑有一个非常复杂的传递过程，要涉及各级的神经元，通过长时程和宽视场的仪器观测，就有可能能够揭示出听觉活动的规律。

生物遗传中心法则是指遗传信息从DNA传递给RNA，再从RNA传递给蛋白质，即完成遗传信息的转录和翻译的过程。然而在过去的几十年里，生命科学的舞台一直被 DNA 和蛋白质霸占。DNA 负责遗传信息存储，蛋白质负责基因指令执行，而 RNA只是承担中间环节遗传信息传递者的配角。随着人类基因组信息的解析，人们发现只有2%的人类基因组编码蛋白质，更有约98%的基因组意义不明，甚至被认为是“垃圾”DNA。随着生命科学的不断发展，这些看似“垃圾”的DNA却能产生大量的非编码RNA，而这些RNA发挥着至关重要的生物学功能，几乎参与所有重要的细胞生命过程，与多种重大疾病的发生和发展密切相关。细胞内的RNA像蛋白质一样具有复杂的高级结构与相互作用，具有特定的时间、空间分布及不同的转录后修饰状态，复杂而精确地执行丰富多彩的生物学功能。与蛋白质研究相比，人们对细胞内RNA时间空间分布及其功能的研究目前仍然有一定滞后，其中一个重要的原因是目前仍缺乏可以在活细胞内对RNA分子进行高时空分辨精密控制的技术，这是深入研究RNA功能机制面临的关键问题和重要技术挑战，也是国际上RNA研究领域的前沿热点。针对这一亟需解决的技术挑战，2022年1月3日，华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室、光遗传学与合成生物学交叉学科研究中心杨弋教授团队在Nature Biotechnology杂志上在线发表了题为Optogenetic control of RNA function and metabolism using engineered light-switchable RNA-binding proteins 的研究长文。该研究基于合成生物学及光遗传学原理并结合全新的高通量筛选策略成功构建了系列光控RNA效应因子，实现了动物细胞内RNA生成、剪接、运输、翻译、降解等代谢活动的时空精密控制。RNA结合蛋白在RNA生物学功能发挥过程中承担着至关重要的作用，它们负责RNA的剪接、运输、定位、降解等各类代谢活动。除了自然界存在RNA结合蛋白以外，人们基于合成生物学原理将具有不同功能的结构域与RNA结合蛋白结合起来，合成了具有全新功能的RNA结合蛋白。然而，无论是自然界存在或者是人工合成的RNA结合蛋白，它们的活性很难被调控。因此，发展活性可控的RNA结合蛋白将有望实现对活细胞RNA的控制。利用光来调控细胞的各种生命活动是生命科学研究的前沿领域，各种光遗传学技术允许人们以前所未有的时间和空间精度调控生物体的多种生命活动。其中，利用合成生物学方法来进行光可控功能蛋白质分子的设计与筛选，并获得简单易用的光遗传学技术，是光遗传学前沿领域最重要的热点之一。图：RNA光遗传学控制概念图为了实现RNA结合蛋白的光遗传学控制，研究团队首先基于合成生物学理性设计并结合全新的高通量筛选策略，构建了国际上首个人工合成的光控RNA结合蛋白LicV。LicV由RNA结合结构域与LOV光敏结构域融合构成，分子量仅为23 kD。在黑暗条件，LicV是以单体形式存在，不能结合特定的RNA序列（RAT）；在蓝光照射下，LicV形成同源二聚体并特异性识别结合RAT序列。研究团队随后将LicV与不同的RNA效应结构域融合，分别获得光控RNA剪接因子、光控RNA定位因子、光控RNA翻译因子以及光控RNA降解因子。他们利用这些光控RNA效应因子实现了活细胞RNA剪接、运输、翻译、降解等代谢行为的时间和空间精密控制。此外，研究团队还将LicV与CRISPR-Cas系统结合起来，发展了全新的LA-CRISPR系统。在该系统中，含RAT序列的嵌合sgRNA可以招募光照诱导产生的LicV-VPR光控转录因子二聚体，从而启动目的基因转录与表达。通过在sgRNA中引入多个拷贝的RAT序列，在光照条件下可以同时招募多个光控转录因子到启动子附近，这使得LA-CRISPR系统对目的基因的激活效率是前人发展系统的一到三个数量级。利用LA-CRISPR系统，研究团队还实现基因位点的高亮度与可逆标记，为基因组结构与功能研究提供和好的工具。此外，LA-CRISPR系统具有很好的普适性，可应用于多个物种来源的CRISPR-Cas系统。本研究通过对CRISPR系统的定时、定量精确控制，将来有望进一步降低CRISPR系统的脱靶效应，加速其临床应用。针对活细胞RNA的实时追踪与精密控制的创新方法需求与技术挑战。杨弋与合作者前期报道了Pepper高性能荧光RNA，它在亲和力、稳定性、信噪比、活细胞荧光亮度等方面提升了一到三个数量级，首次在动物细胞上实现了各类RNA的标记与无背景成像（详见BioArt报道：NBT | 杨弋/朱麟勇团队开发Pepper拟荧光蛋白RNA ；Nat Chem Biol | 新型RNA荧光适配体Pepper的结构以及配体识别机制）。此次该团队报道的LicV系列光控RNA效应因子，又进一步实现了活细胞RNA生成、剪接、运输、翻译、降解等代谢活动的高时空分辨精密控制。结合Pepper与LicV技术，可在活细胞上对RNA进行时间和空间尺度的闭环监测与控制，为深入探究单细胞内RNA的功能和复杂调控机制提供极具价值的创新研究工具。论文第一作者为华东理工大学刘韧玫博士与杨菁博士，通讯作者为陈显军博士和杨弋博士。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41587-021-01112-1

继2013年上半年在全国范围内举办CUY21 EDITII电转化仪的免费试用活动大获成功之后，应广大客户要求，我司于今年10月份开始，再次举办大规模的免费试用活动。这次携手单位包括清华大学，中国科学院系统各所。截止至目前为止，已为客户演示实验多达50多次，覆盖细胞、活体种类多达30种之多，比上半年翻了一倍。此次演示实验大多是极难转染的细胞种类，如NIH/3T3、NG108-15、raw264.7、SSC、Sertoli、HepG-2、HEK293、N2a、A549、K41、LN229、PC3、LCL、CHO、NIT1、EAhy926，原代小鼠胚胎干细胞以及细胞系，原代小鼠β胰岛细胞团等。 试用活动覆盖多个学科领域。CUY21EDIT II对比脂质体转染，具有显著提高转染效率的特点；对比慢病毒转染，更是克服了对细胞产生毒性，进而影响后续实验开展的弊端。CUY21 EDITII独有的性能优点，特别是恒流转化模式，为那些极难转染的细胞另辟蹊径。 以下举例部分细胞转化效果图。随着试用工作的进一步开展，相信有更多用户能够体验到这款超级仪器带来的神奇转化效果。如需更多转化protocol或转化效果图，请联系我司各地办事处。 HepG-2细胞转染效率达近98%，存活率达98%（中国科学院动物所提供）NIT1小鼠胰岛瘤β细胞转化效率约达100%，存活率约100%（中国科学院遗传所提供） 极难转染的精原干细胞(spermatogonialstemcells,SSC)转化效率达50%小鼠胚胎干细胞细胞系转染效率达到75%中国科学院动物所提供上海同济大学提供 CUY21 EDIT II 超级多脉冲细胞-活体基因电转化仪 超强机器，超级性能----全球同步上市………… CUY21EDIT II超级多模式定电流活体/细胞基因电转化仪是日本BEX公司2012年10月发布的具有里程碑意义的产品。采用最先进的脉冲芯片控制技术，首次实现了恒电流输出转化，并可根据样品差异进行多脉冲选择。超强的脉冲模式，不需要特殊转染试剂即可高效神奇的转染难转细胞及活体。 关于BEX公司BEX公司成立于1990年，是活体转基因技术及细胞融合技术全球领导者。BEX研发制造在转基因领域最为著名的CUY21电转化仪以及LF系列细胞融合仪。BEX公司于1998年全球发布第一台CUY21EDIT专业活体基因转化仪，从此开创了活体基因转化的新时代，奠定了CUY21做为全球唯一公认的专业活体/细胞转基因仪器，已有2000余台CUY21全系列转化仪服务于全球科研工作者，发表于Nature,Cell及Science等顶级杂志的文献高达数百篇。 国内独家代理商：北京倍辉科技有限公司 www.bio-sun.com.cn info@bio-sun.com.cn

肺癌是最具侵略性的肿瘤类型之一，根据致癌因素对病人进行分层的靶向治疗会显著改善非小细胞肺癌（Non-small-cell lung cancer，NSCLC）患者的治疗效果【1】。然而在NSCLC中最常见的肺腺癌中有25-40%的病例中找不到具体的致癌驱动因素【2】。为了对非小细胞肺癌的致癌驱动因素进行进一步地探究，2021年11月24日，日本国家癌症中心东医院Koichi Goto研究组与Susumu S. Kobayashi研究组合作发文题为The CLIP1-LTK fusion is an oncogenic driver in non-small-cell lung cancer，揭开了非小细胞癌肺癌新驱动因素CLIP1-LTK融合蛋白，并发现了可以作为临床治疗的药物参考。致癌驱动因素的发现会揭示非小细胞肺癌的发病机制，比如在76%的肺腺癌样本中受体酪氨酸激酶-RAS-RAF通路会出现体细胞致癌驱动突变【3】。而基于转录组测序的方法可以帮助发现非小细胞肺癌中其他的致癌驱动因素，比如CD74-NRG1蛋白融合【4】。而基于这些研究响应开发出来的激酶抑制剂会对病人的治疗策略进行进一步的优化，从而提高患者的生存率。2013年，作者们构建了多机构联合的肺癌基因组筛查平台LC-SCRUM-Asia，该平台可以识别肺癌的致癌驱动因素，并在临床开发分子靶向治疗。作者们希望利用该平台寻找目前无法治疗的NSCLC患者中的致癌驱动因素。为了对新的致癌驱动融合基因进行鉴定，作者们对目前LC-SCRUM-Asia平台中目前成因未知的病人样本进行了全转录组测序分析（Whole-transcriptome sequencing，WTS），从中鉴定发现了一个符合阅读框的转录本：位于染色体12q24的CLIP1以及位于15q15位置的LTK融合转录本（图1）。LTK和ALK构成受体酪氨酸激酶的ALK/LTK亚家族，而CLIP1是微管末端跟踪蛋白家族的成员之一。图1 CLIP1-LTK融合蛋白结构域示意图随后，作者们想知道该融合蛋白与肺癌之间的关系，所以对LC-SCRUM-Asia平台中所有572个肺癌样本都进行了检测，发现其中有两个病人表现出CLIP1-LTK融合转录本阳性的特征，占NSCLC病人比例的0.4%，并且这两个病人体内没有其他已知的致癌驱动因素。该结果说明CLIP1-LTK融合转录本的出现可能是NSCLC的特征性致癌原因。CLIP1-LTK融合蛋白中具有coiled-coil结构域，该结构域会协助蛋白质的二聚化，因此作者们想知道该融合蛋白是否会形成二聚体从而组成性地激活LTK的激酶活性。通过CLIP1、LTK以及CLIP1-LTK分别在细胞中进行瞬时转染，作者们对LTK的磷酸化水平进行检测，发现与其他组别相比CLIP1-LTK的转染显著增加LTK的磷酸化水平， 也就是说在融合蛋白存在的情况下LTK具有更高的激酶活性。随后，作者们找到了CLIP1-LTK融合蛋白中的激酶活性缺失突变位点，该结果进一步地确认了CLIP1-LTK是组成性激活的。另外，作者们也对CLIP1-LTK融合蛋白的定位进行检测，发现CLIP1-LTK融合蛋白与LTK本身在细胞表面的表达模式不同，由于该融合蛋白缺乏LTK的跨膜结构域，所以CLIP1-LTK融合蛋白主要定位在胞质之中。进一步地，通过对细胞进行表型分析，作者们发现瞬时转染CLIP1-LTK融合蛋白的细胞会表现出圆形的细胞形态，同时细胞之间也会缺乏接触抑制，这些结果说明CLIP1-LTK融合蛋白使得细胞具有转移特征。为了证实CLIP1-LTK融合蛋白在体内的转移活性，作者们将体外培养的细胞移植到裸鼠的体侧（图2），发现只有CLIP1-LTK融合蛋白会导致肿瘤产生因因而是致癌驱动因素，并且该融合蛋白发挥作用依赖于其激酶活性。图2 CLIP1-LTK融合蛋白会导致肿瘤产生以上的结果表明，CLIP1-LTK融合蛋白可能会是NSCLC病人体内的潜在治疗靶标。所以作者们首先对CLIP1-LTK融合蛋白转染的细胞中施用了一些美国食品和药物管理局批准的或正在研究酪氨酸受体激酶抑制剂，发现其中Lorlatinib的处理会显著降低肿瘤细胞的生长。进一步地，作者们对病人进行Lorlatinib 100mg每天的常规剂量进行临床治疗，发现CLIP1-LTK融合蛋白激酶活性受到抑制，同时肿瘤的生长也会受到抑制（图3）。图3 CLIP1-LTK融合蛋白分型的NSCLC病人施用Lorlatinib会抑制肿瘤生长总的来说，该工作发现CLIP1-LTK融合蛋白是非小细胞肺癌新的致癌驱动因子，并表明激酶抑制剂Lorlatinib可以靶向该融合蛋白。未来将需要对CLIP1-LTK融合蛋白进行分子靶向抑制剂的临床开发，以及对该致癌驱动因素进行临床筛查和验证。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04135-5

美国索尔克研究所的科学家在9日出版的《自然通讯》杂志上发表论文称，他们对培养皿中的人类细胞和活小鼠的脑细胞进行基因编辑，向其中添加通道蛋白TRPA1，首次用超声波激活了这些细胞。这种新方法为实现无创性脑深部刺激，开发体外起搏器和胰岛素泵铺平了道路，有望更好地治疗癫痫、心脏病等疾病。　　该研究负责人斯雷坎特查拉萨尼说：“无线通信是未来。我们已经知道超声波可以安全地穿透骨骼、肌肉和其他组织，这使其成为操纵身体内部细胞的终极工具。”　　约十年前，查拉萨尼开创了利用超声波刺激特定遗传标记细胞群的方法，即“声遗传学”。2015年，他的研究团队发现，将TRP-4添加到通常不拥有这种蛋白的秀丽隐杆线虫的神经元内以后，可以通过超声波激活这些细胞。但他们向哺乳动物细胞中添加TRP-4时，却无法获得相同的结果。　　因此，他们开始寻找新的哺乳动物蛋白质，这种蛋白质可使哺乳动物的细胞在7兆赫（被认为是一种最佳且安全的频率）的频率下对超声波高度敏感。在筛选了近300个候选蛋白后，他们终于找到了TRPA1。TRPA1是一种通道蛋白，已知可以让细胞对有毒化合物的存在做出反应，并激活人体内的一系列细胞，包括大脑和心脏细胞。　　为测试超声波能否让TRPA1激活其他类型的细胞，团队将人类TRPA1的基因添加到活小鼠大脑中的一组特定神经元中，当他们对小鼠照射超声波时，只有包含TRPA1基因的神经元被激活。　　临床医生现在使用的脑深部刺激是通过手术在患者大脑中植入电极来激活某些神经元亚群，从而治疗帕金森病和癫痫等疾病。查拉萨尼说，有朝一日，声遗传学可能会取代这种方法。声遗传学或许也可作为一种不需要植入的起搏器来激活心脏细胞。

#Hot Spots / 今日热点近日，南京中医药大学-江苏省儿童呼吸疾病（中医药）重点实验室单进军教授和美国加州大学欧文分校杨勤教授在代谢性疾病领域权wei杂志Metabolism-Clinical and Experimental（JCR和中科院医学一区，IF: 13.934）合作发表了题为Reduced DMPC and PMPC in lung surfactant promote SARS-CoV-2 infection in obesity的研究性论文。肥胖是新guan病毒（SARS-CoV-2）高病毒载量的既定危险因素，会增加新guan肺炎感染者的住院率，患者的愈后情况也不容乐观，但是这一现象的潜在机制目前还未知。SARS-CoV-2主要侵袭肺部，它的刺突蛋白会与肺细胞上的ACE2受体结合。在进化过程中，肺发展出了专门的防御系统来预防感染，II型肺泡上皮细胞产生的表面活性物质是肺宿主防御系统的前线。肺表面活性物质是复杂的脂质和蛋白质混合物，脂质占比约90%，主要是磷脂酰胆碱（PCs）。而肥胖的特征是脂代谢异常，推测肺表面活性脂质的改变可能促进SARS-CoV-2感染，导致严重的新guan肺炎疾病。 但迄今为止有关肺表面活性脂质的研究报道较少（主要集中在表面活性蛋白），其原因可能是无法对复杂的脂质做出精zhun甄别。单进军教授团队利用Q Exactive高分辨质谱FullMS-ddMS2扫描模式可提供精确一、二级质谱信息这一优势，建立了肺表面活性脂质组学分析体系，并将之应用于肥胖小鼠肺组织和支气管肺泡灌洗液（BALF）的脂质分析，结果发现高脂饮食诱导的肥胖小鼠肺组织和BALF中的二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC）和1-棕榈酰-2-肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（PMPC）的含量减少，而肺表面活性脂质中占比最多的二棕榈酰磷脂酰胆碱（DPPC）含量水平没有变化。在ACE2过表达的HEK293T细胞和内源性ACE2表达的Vero-E6细胞中研究PCs对SARS-CoV-2假病毒感染的影响，发现DMPC和PMPC均能显著抑制野生型和D614G突变株SARSCoV-2对HEK293T-ACE2和Vero-E6细胞的感染能力。但是，DMPC和PMPC并不能影响Spike-ACE2的相互作用。文献表明胆固醇在细胞膜中占脂质的30 mol%，在介导SARS-CoV-2进入靶细胞中起着重要作用，而PCs在哺乳动物细胞膜中也很丰富。通过细胞-细胞融合实验（以表达SARS-CoV-2 Spike/EGFP的HEK293T作效应细胞、以HEK293T-ACE2为靶细胞），探讨DMPC和PMPC可能的作用机制是通过替代细胞膜中的胆固醇来抑制SARS-CoV-2感染，并且DMPC和PMPC对SARS-CoV-2感染的抑制作用可以被胆固醇逆转。研究者还发现体外给予肥胖小鼠三肉豆蔻酸甘油酯，可增加其肺表面活性脂质DMPC和PMPC的水平。三肉豆蔻酸甘油酯组肥胖小鼠的肺泡灌洗液脂质提取物也可减轻野生型和D614G突变型SARS-CoV-2感染。综上所述，该研究应用肺表面活性脂质组学揭示了肥胖人群肺表面活性物质中DMPC和PMPC的含量变化和SARS-CoV-2感染能力的关系，并发现增加肺表面活性脂质DMPC和PMPC水平可能是防治肥胖患者感染新guan肺炎的一种创新策略，这为新guan肺炎的防治提供新的思路，具有重要的临床应用价值；在此研究基础上，研究者正从中药方剂中筛选可调控肺表面活性脂质的药效活性成分。单进军教授、杨勤教授为该文章的共同通讯作者，杜康博士和硕士生孙皊为共同第1作者。该研究获得美国国立卫生研究院R01基金和中国国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、江苏省“六大人才高峰”资助项目和江苏高校优势学科（中医学）建设工程资助项目的资助。近年来，单进军教授团队积极采用现代科学技术，解读中医药原理。2018年11月与Oliver Fiehn教授领导的美国加州大学戴维斯分校NIH西海岸代谢组学中心共建“医学代谢组学联合实验室”，建立了基于质谱的一liu代谢组学/脂质组学技术平台；同时依托江苏省儿童呼吸疾病（中医药）重点实验室，率xian利用“肺表面活性脂质组学”策略研究中医药防治病毒性肺炎和哮喘等呼吸疾病。相关成果发表在Metabolism、Pharmacol Res、Gut Microbes、Anal Chim Acta、Front Immunol、Phytomedicine等期刊。如需合作转载本文，请文末留言。

近日，中国检科院张峰首席专家团队在毒性快速评价研究领域取得科研新进展，构建了一种基于脂质组学和离子淌度质谱的真菌毒素侵染细胞评价模型。真菌毒素及其次级代谢产物种类繁多，分布广，毒性强，并可通过食物链累积和传递，严重威胁着人类健康。目前，真菌毒素的毒性评价主要采用体内模型和体外模型开展，体内模型评价准确性高，但存在成本高、周期长、基质效应强等问题，且低剂量的真菌毒素往往无法满足动物实验毒性评价的用量要求。体外模型具有条件可控、周期性短等优点，但是开展基于真菌毒素侵染细胞毒性模型评价也有一定的局限性，在低剂量真菌毒素侵染时细胞状态变化不显著，难以进行毒性评价。研究团队将脂质组学技术引入体外毒性评价领域，融合离子淌度质谱技术，筛选出真菌毒素侵染人源细胞的生物标志物，并研究了真菌毒素侵染导致的人源细胞脂质变化规律。经统计学差异分析发现，受伏马毒素B1侵染的HepG2细胞模型生物标记物为神经鞘脂类和甘油磷脂类，受黄曲霉毒素B1侵染的细胞模型生物标记物为甘油糖脂类，受赭曲霉毒素A侵染的细胞模型生物标记物以甘油磷脂类为代表类。检测标志物的含量可以用于评价新型真菌毒素的毒性大小。该方法相比于细胞模型毒性评价实验，具有两大优点：一是方法灵敏度高；二是可通过标志物的定性定量分析，精准评价复合毒素的毒性。相关研究由在读研究生陈兰在导师张峰研究员的指导下完成，得到了陈凤明博士等老师的指导帮助，研究成果发表在分析化学领域国际顶级期刊《Analytical Chemistry》（影响因子6.986）2022, 94, 18, 6719–6727，该工作得到了国家重点研发计划项目，国家高层次人才项目的支持。图1 不同真菌毒素侵染细胞脂质组学生物标记物筛查表1 不同毒素侵染细胞的代表性生物标志物FormulaDescriptionAFB1C41H76O5DG(18:2(9Z,12Z)/20:0/0:0)C51H98O6TG(14:0/16:0/18:0)C59H110O6TG(18:0/18:1(9Z)/20:1(11Z))C61H112O6TG(18:1(9Z)/20:1(11Z)/20:1(11Z))C63H116O6TG(18:1(9Z)/20:1(11Z)/22:1(13Z))FB1C32H65NO3Cer(d18:0/14:0)C34H69NO3Cer(d18:0/16:0)C45H76NO6PPE dO-40:9C45H91N2O6PSM(d18:1/22:0)C47H93N2O6PSM(d18:1/24:1(15Z))DONC37H72O4DG(O-16:0/18:1(9Z))C36H69O8PPA(13:0/20:1(11Z))C39H78NO8PPC(10:0/21:0)C35H30O17Thonningianin BC46H82NO8PPC(16:0/22:5(4Z,7Z,10Z,13Z,16Z))OTAC37H68O4phenolic phthiocerolC36H69O8PPA(13:0/20:1(11Z))C45H76NO6PPE dO-40:9C45H88NO9PPS(O-20:0/19:1(9Z))

摘要：间充质干细胞,干细胞外泌体已经被广泛应用到了多个领域的临床研究中,是医药史上最为复杂的治疗性产品。间充质干细胞，外泌体直接输入注射治疗法永远也不可能修成正果，时间机器突破干细胞瓶颈所面临的重重困难和障碍,利用细胞时间隧道技术与衰老组织细胞进行胞质效应交换能生产出万能干细胞，是再生医学长生不老的“神丹妙药”。1、干细胞治疗技术尚不成熟面临一系列技术瓶颈近年来，间充质干细胞,外泌体已经被广泛应用到了多个领域的临床研究中，其中包括多项疾病的临床治疗在肝损伤、肾损伤等方面都展现出强大的修复再生能力。间充质干细胞外泌体具有间充质干细胞的生物学特性，并且其含有大量且种类繁多的蛋白质、细胞因子和生物活性物质。此外，间充质干细胞外泌体中的miRNA，可以调控基因表达，其比例比细胞更高，例如miR-155、let-7f、miR-199a、miR-221、miR-125b-5p和miR-22等，使得其能够参与多种生理和病理过程，起到对多项临床疾病的干预治疗。有望取代技术不成熟的间充质干细胞，成为细胞治疗时代的下一个风口。干细胞制品的复杂多能性，动态性、异质性问题从根本上挑战了药物的均一性、稳定性基本质量要求。是干细胞临床治疗技术绕不过去的一道弯。从以上资料中我们可以看到一方面是干细胞科研成果不断涌现，而另一方面又是干细胞治疗技术产品的不成熟，不断的遭遇到夭折。临床应用干细胞面临着一系列技术瓶颈，怎样突破干细胞技术瓶颈所面临的重重困难和障碍，去再创辉煌。这就要我们从干细胞基础领域里去做起寻找突破口。2、生命分子时间无处不在,干细胞与时间撞碰将化解所有的技术瓶颈自从H. G. Wells于1895年撰写了他的著名小说《时间机器》以来，时间旅行便成为一个流行的科幻小说主题，但是它能真的实现吗？建造一台把人运送到过去或是未来的机器可能吗？爱因斯坦企图解释时间，由于他提出测量时间要取决于观察者如何运动等苛刻条件，以至于未能完成对时间的真正理解。生命科学则不同，任何学者都能正确分辨DNA、蛋白质的时间。例如原核mRNA半衰期平均大约3min，真核mRNA的半衰期平均3h，有的寿命长达数天。正常的P53蛋白半衰期为20min，突变型P53-蛋白半衰期为2～12h，如人正常细胞一生只能分裂50～60次，而突变的癌细胞无限增殖性，成为“不死”的永生细胞。在分子端粒酶、糖蛋白糖链、P53蛋白半衰期上，生物时间概念无所不在，有了时间概念，时间机器也就不在话下了。然而这一切归根结底就还是干细胞临床应用基础理论出现了问题，干细胞目前还是处于分子遗传学水平,当干细胞临床应用真正踏入生命量子时代，基因对分子时间有了进一步认识。干细胞有了时间概念，终将化解当前临床转化所有的技术瓶颈。事实上干细胞逆分化也正是想要建造一座细胞逆时空隧道来低抗人类衰老。根据爱因斯坦的相对论，干细胞魂牵梦绕的时空隧道它会出现吗？3、分子遗传学细胞时空隧道技术分子遗传学己经成功制造了时间机器，但它却还不知道什么是时间机器。克隆羊“多莉”的诞生震惊了世界。多莉的诞生证明高度分化成熟的哺乳动物乳腺细胞，仍具有全能性，还能像胚胎细胞一样完整地保存遗传信息，这些遗传信息在母体发育过程中并没有发生不可恢复的改变，还能完全恢复到早期胚胎细胞状态，最终仍能发育成与核供体成体完全相同的个体。以往的遗传学认为，哺乳动物体细胞的功能是高度分化了的，不可能重新发育成新个体。与这一理论相反，多莉终于被克隆出来了，它的诞生推翻了形成了上百年的上述理论，实现了遗传学的重大突破，为开发新的哺乳动物基因操作提供了动力，是一个了不起的进步。但直到现在，人们仍然不知道这就是时间机器，它使已分化的成熟体细胞在卵母细胞的时光中穿梭获得胚胎发育新生(细胞胞质效应技术实际上就是时间机器技术)。 生命科学制造的时间机器已有了大量的成功案例，现举例如下：鸡红血细胞是终末分化细胞，其细胞核不合成RNA或DNA，在与人Hela干细胞融合后，其细胞核可被Hela干细胞的细胞质激活而合成RNA和DNA，说明细胞质在基因表达中起重要作用。Hela干细胞miRNA等小分子在胞质效应中时光穿梭，使鸡红血细胞核获得激活，这是一例非常经典的分子遗传学时空机器技术。尽管大量工作表明细胞核和细胞质在不同动物的不同发育期均起重要作用，但二者间的相互作用、相互依存是胚胎发育过程中调控基因活动最重要环节之一。原肠胚期细胞质开始激活核内不同基因的活动，最初的基因产物移至细胞质中合成专一性蛋白质，它们又可回到核内，参与染色质的合成与复制，并调控另一些基因的活动。通过反复的核-质间相互作用，使未分化的细胞相继分化为定型的细胞，真正做到了细胞时间旅行。 4、量子遗传学细胞时间机器技术量子时间机器原理：细胞核移植实验和细胞移植的医学实践都已有了大量的成功案例，积累了丰富的文献资料。早期伯尔格(Berger)和施瓦格(Shweiger)作了伞藻的核移植，用年轻的和年老的细胞质分别与年老和年轻的细胞核分别在体外培养，10天中移植进去的老核变得年轻起来，而新核移植到衰老的细胞中则会受影响而老化，这说明胞质对核能产生影响。年轻的胞质能使衰老的细胞核恢复青春，年老的细胞质则使年轻的细胞核老化，根据这一原理我们制作了DNA时间机器，让生物细胞分子在细胞质效应中穿越时光。DNA相对论(DNA、蛋白质时间、空间、质量、能量的科学理论)是允许这一时空旅行发生在生物这种特定的时空结构中：一个旋转的生物细胞质宇宙，一个旋转的细胞核柱体，以及非常著名的虫洞—半透膜一条贯穿空间和时间的隧道，它成功构建了第一台细胞时间机器。 溶液通过弥散超滤作用，使细胞内高激发态物质向激发态低一侧流动，而miRNA等小分子由渗透压低向渗透压高的流动过程，最终达到动态平衡。DNA时间机器是通过年老细胞质(时间半衰期短)使年轻(时间半衰期长)的细胞核老化。年轻(时间半衰期长)的细胞质能使年老细胞核时间回到年轻，为癌症、干细胞研究又打开了一扇新的窗口，真正做到了细胞时间旅行。DNA时间机器这项生物量子技术成果将开拓癌症根本性治疗、干细胞应用、病毒快速减毒，解决小分子miRNA两面派特性的新工具(利用紫外吸收光谱测能技术掌握增减DNA核能)具有划时代的重大意义。生物时间机器技术(专利号；201309120065447.0) 5、长生不老神丹妙药的炼丹技术一细胞时空隧道技术时间机器突破干细胞瓶颈所面临的重重困难和障碍间充质干细胞，干细胞外泌体，都被归类为不同组织中多种不同的细胞群生物学特性，并且其中含有大量且种类繁多的蛋白质、细胞因子和生物活性物质，是医药史上最为复杂的治疗性产品。干细胞供者遗传背景千差万别，各种组织来源及不同代次的细胞区别显着，而且不同的技术路径、试剂仪器、操作手法等也会对细胞生理状态存在显着影响，干细胞,外泌体制品的动态性、异质性面临着重重困难和障碍。间充质干细胞，外泌体直接输入注射治疗法永远也不会修成正果，生命时空隧道技术为干细胞临床应用打开了一扇新的窗口。生物时间机器一细胞时间隧道透析机，大体可以分为：时间透析膜隧道系统、时间透析柱内外系统、细胞时间监测系统(DNA蛋白质能量监测仪系统)、自动温度控制系统、时间透析机机械系统等部分组成。将间充质干细胞，外泌体加进在生物时间机器透析外柱內对透析柱內里的人体内采集的某组织衰老细胞,通过溶液及半透膜在时间机器中进行生长因子，激发态物质交换，然后再回输到衰老人体内的方法。 细胞时间机器膜外柱为干细胞等外泌体激发态高的细胞物质通过小分子miRNA等溶质向膜内柱人体内采集的衰老细胞及外泌体物质，撞碰移动从而激发调整了衰老细胞DNA蛋白质激发时间，干细胞时间在年老的细胞质时间中穿梭，能真实的回到过去年轻细胞时间(DNA氢介子结合能一份份合成就是DNA逆时间)。生物时间机器时空结构简单：一个旋转的生物胞质小宇宙，一个旋转的柱体，以及非常著名的虫洞-半透膜所组成。超滤膜根据需要通过干细胞小分子miRNA的大小设计，从干细胞中分离出miRNA以及外泌体来。 最常见的过滤膜具有0.8μm、0.45μm或0.22μm的孔径，也有设计成微柱多孔硅纤毛结构以分离40-100nm的miRNA外泌体。但最为关健一点是要密切利用时间测能技术来监测“干细胞种子”以及“人体内采集的衰老细胞土壤”移植时能量高低的透析时间差问题，这样才能做到安全有效的细胞时间旅行。 虽然间充质干细胞是不同的细胞群，分泌不同的细胞外泌体miRNA等，但它们都具有强大的细胞生长因子。1、利用超滤膜可以中筛选出专一人体内采集的某细胞分泌体miRNA；2、其它不同群细胞miRNA可在时间机器里，通过分子之间耦合作用，快速传递给采集的专一衰老细胞上；3、人体内采集的细胞与时间机器交换后可再监测安全有效性；4、生成某组织增强干细胞后可再进一步纯化分离，然后再安全回输到衰老人体内组织中。利用细胞时间隧道透析机与衰老组织细胞进行胞质效应交换，能生产出万能干细胞是再生医学长生不老的神丹妙药。本文作者：严银芳 武大医学部病毒学研究所武汉市武昌东湖路115号联系电话15927431505☆相关资料，《自然》：打破间充质干细胞神话https://xw.qq.com/cmsid/20180927A0A9PL/20180927A0A9PL00DNA相对论是生命科学的第一生产力http://post.blogchina.com/p/2545288

目前，生物类似药一般定义为与生物专利药"高度相似"的生物制品，其活性成分与被仿药有微小差别，但在安全性、纯度和效力上几乎无临床差异。虽然同属于仿制药范畴，但是与化学仿制药不同的是，生物类似药的研发具有相当的技术门槛，高表达细胞株和细胞培养工艺开发、蛋白纯化工艺和过程控制、抗体药物的质量标准、更为复杂的专利壁垒以及不完善的生物类似药监管政策等等，这都限制着生物类似药研发，那么生物类似药如何能够真正撼动原研药的市场地位?笔者带你分析生物类似药研发中的关键点。　　一、生物类似药研发企业技术上要有足够的"修炼"　　生物类似药的研发不同于化学仿制药的研发，相比较而言，生物类似药具有更高的技术门槛，由于生物药的复杂性，相同原料、一样的工艺和制备方法，其蛋白产品的安全性和有效性也会有差异。一般说来，以下几点在生物类似药研发的技术层面上具有关键的作用。　　1. 高表达细胞株和细胞发酵工艺的开发　　高表达细胞株构建和高效的动物细胞发酵工艺开发是抗体药物生产的关键。选择什么样的细胞株，人源的还是非人源的，讨论细胞系的选择理由，慎重考虑通过细胞融合或转化获得的永生化人/非人B淋巴细胞作为单克隆细胞系 如何开发出高效的细胞发酵工艺，生产出安全、可靠且质量一致的产品。　　2. 蛋白纯化工艺和过程控制　　生物药物高达80%的制造成本来源于纯化过程，纯化过程的总指导原则是总生产步骤要尽量少，每步收率要尽量高，保证产品质量，降低成本。蛋白纯化工艺应该能够保证稳定性，能够去除杂质和病毒，保障可操作性。　　3. 建立可靠的质量标准　　生物药物开发过程中的生产工艺和质量控制具有很强的复杂性和挑战性，质量标准的建立和控制是至关重要的一部分。在生物药研发质量控制过程中，尤其需要强调表达构建研究，细胞基质研究，原料的选择，生产认证研究和设施控制等几个方面。　　二、生物类似药研发企业必须 "吃透"生物类似药政策　　生物类似药的审批各个国家和地区具有不小的差异，我们曾经说过，欧盟地区是生物类似药监管政策最为完备的地方。然而，生物类似药政策变化很快，依旧有着很多不完善的地方，还有较多的关键点没有合理的解决方法。生物类似药的标签、可替换性、命名原则等孩子一定程度上阻碍着生物类似药的市场化进程，期待世界重要国家和地区在以上方面的政策突破。　　三、生物类似药的专利壁垒　　相比于国内，国外对药物的专利保护是十分关注的，有些公司对于重磅药物除了专利以外，还通过商标、设备技术对药物进行多重保护。以美国地区为例，目前FDA已经批准了4个生物类似药，但仅有一个成功上市，生物类似药与原创药之间的专利纷争是阻碍生物类似药上市的主要因素，专利纠纷也是生物专利药阻碍生物类似药上市的一个工具，专利舞蹈的壁垒严重限制着生物类似药的上市，这也是未来改革的一个重要地方。

细胞培养基是人工模拟细胞在体内生长的营养环境，是提供细胞营养和促进细胞生长增殖的物质基础。培养液或培养基的含义几乎相同，英文都是medium。当它是粉剂时，倾向性地称为培养基，而将粉剂配成液体后，多称为培养液。培养液中常常补加血清、抗生素等成分。培养基主要包括天然细胞培养基、合成细胞培养基和无血清细胞培养基等。细胞培养基的质量标准和检测方法澄清度水是细胞培养基的溶剂。细胞培养基中的营养成分只有完全溶解于水才能被细胞吸收摄取，细胞才能生长增殖，因此细胞培养基是否溶解以及培养液是否透明澄清直接影响培养基使用。该项目是通过对水溶解后的细胞培养基的澄清度检查，判断细胞培养基的澄清度。 按中华人民共和国药典2005年版二部附录Ⅸ B进行。pH 值哺乳类动物细胞生长需要合适的酸碱度，pH过高或者过低都会导致细胞死亡。pH值的测定也可以检查细胞培养基的批间差。清大天一标准规定取规定量供试品，用注射用水（水温20℃-30℃）溶解至1L，加入规定量碳酸氢钠到上述溶液中，用与细胞培养基溶液pH值相近的两点标准缓冲液校准后的酸度计进行测定。按中华人民共和国药典2005年版二部附录Ⅵ H进行；加入规定量的碳酸氢钠到上述溶液中，按中华人民共和国药典2005年版二部附录Ⅵ H进行干燥减量的质量分数细胞培养基具有吸湿性，在空气中放置水分会很快升高，干燥减量的质量分数表示产品中含湿量。细胞培养基是有菌制剂，其丰富的营养成分有利于微生物生长，控制细胞培养基中的水分可以防止微生物的繁殖，保持细胞培养基的养分。按中华人民共和国药典2005 年版二部附录Ⅷ L 干燥失重测定法进行。渗透压溶剂通过半透膜由低浓度向高浓度溶液扩散的现象称为渗透，阻止渗透所需施加的压力，称为渗透压。细胞必须生活在等渗环境中，动物细胞借助K＋、Na＋维持渗透平衡。大多数细胞对渗透压有一定的耐受性。但是培养液渗透压过高容易使细胞脱水wei缩，培养液渗透压过低容易使细胞膨胀破裂，因此要控制培养基的渗透压范围。按中华人民共和国药典2005 年版二部附录Ⅸ G 渗透压摩尔浓度测定法进行。细菌内毒素细菌内毒素是许多病原性细菌所产生的毒素。它的特殊性在于不是细菌或细菌的代谢产物，而是细菌死亡或解体后才释放出来的一种具有生物活性的物质。培养基细菌内毒素过高，对生物制品疫苗（如狂犬、乙肝疫苗）、基因工程药品等注射用的药品都需要检查细菌内毒素。 因此本项目的检验符合生物制品质量控制要求。常规细胞培养基的细菌内毒素标准定为＜10 EU/ml。称取本品规定量（见表4-12）的1/100，加入细菌内毒素检查用水10 mL溶解，吸取该溶液0.1 mL加细菌内毒素检查用水3.9 mL，混匀即得试样。按中华人民共和国药典2005 年版二部附录Ⅺ E 细菌内毒素检查法中的凝胶法进行。微生物限度细胞培养基不是无菌产品，其中的微生物在一定条件下会吸收细胞培养基中的营养物质滋生繁殖，导致细胞培养基变质失效。控制细胞培养基中细菌和霉菌，是延长细胞培养基有效期的方法之一。清大天一在参考《中华人民共和国药典》2005版二部附录第100页的口服给药制剂的微生物限度标准，并严于该标准，规定细胞培养基产品的细菌数每1g不得超过200个，霉菌数每1g不得超过50个。称取样品1 g，加入无菌纯化水10 mL溶解，混匀即得试样。按中华人民共和国药典2005年版二部附录Ⅺ J 微生物限度检查法进行，检查项目为细菌数、霉菌数。检查法采用平皿法。细胞生长试验这是一个性能特性表述的要求。细胞培养基的功能就是培养哺乳类动物细胞，因此经过细胞培养效果的检验是产品质量优劣的直观表述，这也是很多生物制药用户要求的一项指标。目前国内尚无细胞培养和计数的法定方法，可参考《体外培养的原理与技术》中细胞计数fa论述的内容给出。按产品说明书配制培养液进行细胞培养，前四天用含10％小牛血清的培养液培养，观察细胞形态并计数，检查细胞培养基是否有促生长的能力。后三天用不含小牛血清的培养液维持培养，观察细胞形态并计数，检查细胞培养基中是否有不利细胞生长的毒素。本试验用细胞为VERO细胞。细胞培养液的储存，细胞培养液的储存条件一般为2－8℃、密闭、避光保存，但要注意如下几点：1） 过滤后的完全培养液，即添加了血清、谷氨酰胺、抗生素等的培养液要尽快使用，一般在2－3周内使用完。培养液中的L-谷氨酰胺是不稳定的，不同温度L－谷氨酰胺的降解。2） 灭菌后的未加L-谷氨酰胺等添加剂的培养基溶液，一般可在4℃保存6～9个月，也可冷冻保存，用时解冻3） 高压除菌后的培养基应置4℃保存，不能因为其可耐受高温而忽略储存温度。4） 添加某些生长因子、激素等添加物，可能会改变培养液的储存条件，比如温度、时间等方面的要求

众所周知，多功能纳米载体可以有效识别肿瘤细胞并且在体外具有良好的抗肿瘤效果。但是目光转向体内，这些纳米载体往往在免疫系统的攻击下集体失灵。因为，人体免疫系统将会感知纳米载体的入侵，并且非常努力的把我们精心设计的载体清除掉。一旦纳米载体被清除掉，药物就很难到达目标肿瘤区域，很难实现杀伤肿瘤的效果。因此，纳米医学的一个非常重要的课题就是在不破坏免疫系统的前提下，让纳米载体躲避免疫系统的攻击。传统的解决方案我们都是通过在纳米载体表面携带各种伪装工具，尽量和免疫细胞捉迷藏，能躲则躲，绝不露面。但是这些载体也很容易迷路， 到达深层肿瘤部位的很少，并且在和免疫系统的斗智斗勇中，还会激发免疫系统产生新的抗体从而加速纳米载体的清除，因此很难达到治疗的效果。而随着仿生纳米医学的发展，科学家们可以让纳米载体穿上“吉利服”，不但可以在免疫系统中潜伏下来，还可以大摇大摆的从免疫细胞的眼皮底下蒙混过关，发挥极大功效。这种“吉利服”就是细胞膜提取物，不同种类细胞提取的细胞膜包覆在纳米载体表面还可以表现出特殊的功效，像红细胞膜或者一些免疫细胞膜可以提高纳米载体的体内循环时间，肿瘤细胞膜可以特异识别同源肿瘤等。穿上“细胞膜吉利服”之后，纳米载体将显现各方面的优势和潜力，从而成为近年来多功能纳米载体领域的研究热点之一。1、T细胞膜包裹下仿生纳米药物的免疫识别增强通过糖代谢技术，获取嵌入叠氮基团（N3）的功能化T细胞，并提取功能化T细胞膜包裹在吲哚菁绿/聚合物纳米载体表面，构建仿生纳米光敏剂。功能化T细胞膜上不但原本的抗原受体可以赋予纳米光敏剂识别肿瘤细胞的能力，并且N3基团可以识别肿瘤细胞糖代谢靶点，从而实现纳米载体在肿瘤内部的富集，通过小动物光学成像可以清楚的看到T细胞膜包裹下仿生纳米药物在肿瘤部位的靶向作用，从而进一步实现肿瘤的精准可视化治疗。功能化T细胞膜仿生纳米颗粒实现特异性的肿瘤靶向和精准光热治疗参考文献：T Cell Membrane Mimicking Nanoparticles with Bioorthogonal Targeting and Immune Recognition for Enhanced Photothermal Therapy. Advanced Science. 2019: 1900251.2、生物学重编程全抗原细胞膜助力纳米疫苗的研发将肿瘤细胞和树突细胞融合细胞的生物学重编程细胞膜包覆在金属有机化合物表面，构建肿瘤疫苗可以在融合细胞膜表面表达大量免疫刺激分子，从而使得包裹融合细胞膜的纳米载体像抗原呈递细胞一样直接作用T细胞从而激活免疫反应。通过小动物光学成像，可以看到重编程细胞膜包覆的纳米载体在体内长循环到达肿瘤部位的过程。到达肿瘤部位的纳米载体还可以被树突细胞识别，从而诱导树突细胞成熟，增强免疫效果，最终消除肿瘤，从而拓展肿瘤治疗平台。生物学重编程细胞膜包裹纳米载体的过程以及肿瘤免疫的激活参考文献： Cytomembrane nanovaccines show therapeutic effects by mimicking tumor cells and antigen presenting cells. Nature Communications. 2019, 10(1): 3199.3、肿瘤细胞膜包裹的黑磷纳米载体拓宽光热肿瘤免疫治疗手术切除的肿瘤组织含有对患者特异性的新抗原，是成为制备个体化肿瘤疫苗最好的材料来源。作者利用细胞膜封装的方式在二维光热黑磷量子点（BPQDs）表面包裹肿瘤组织的细胞膜，从而制备具有光热效应的纳米肿瘤疫苗(BPQD-CCNVs)，并且把纳米肿瘤疫苗和集落刺激因子（GM-CSF）装入热敏水凝胶中。皮下注射水凝胶后可以在红外光的作用下持续释放纳米疫苗以及集落刺激因子，招募并激活DC细胞，从而捕获肿瘤抗原并激活肿瘤特异性T细胞。同时，尾静脉注射PD-1抑制剂，阻断PD-1/PD-L1免疫检查点通路，增强T细胞抗肿瘤免疫应答效应。通过活体光学成像我们可以对肿瘤进行生物发光标记，从而长期连续监测肿瘤在体内的发展情况。实验结果表明通过光热免疫治疗可以有效清除实体肿瘤同时抑制术后转移的复发。(A)光热肿瘤免疫实验设计思路；(B)FITC标记的水凝胶在体内的降解情况；(C)个性化光热肿瘤免疫治疗可以有效抑制术后实体肿瘤的复发；(D)个性化光热肿瘤免疫治疗可以有效抑制术后肿瘤的转移。参考文献：Surgical Tumor-Derived Personalized Photothermal Vaccine Formulation for Cancer Immunotherapy. ACS nano. 2019, 13(3): 2956-2968.珀金埃尔默拥有先进的分子影像技术，其小动物活体成像系统为生物医学的各种研究领域（包括肿瘤、干细胞、传染病、炎症、免疫性疾病、神经疾病、心血管疾病、代谢疾病、基因治疗、纳米材料、新药研发、植物学等）提供了完整的成像解决方案。点击链接，获取相关产品及应用资料：https://account.custouch.com/perkinelmer/site/#/list/15?_wxr_1564535099232&refresh=true关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

2022年5月4日，北京大学生命科学学院、生命联合中心邓宏魁课题组与李程课题组、北京大学医学部基础医学院徐君课题组在Cell Research杂志上发表了题为“Derivation of totipotent-like stem cells with blastocyst-like structure forming potential”的研究论文。该研究通过化学小分子筛选组合，建立了一个新的全能性干细胞培养条件，可以支持从小鼠二细胞胚胎及扩展型多能干细胞（EPS细胞）建立全能性干细胞系。这种新型全能性干细胞可在体外长期稳定培养，在分子特征和发育潜能上与小鼠二细胞胚胎高度相似，并且可以在体外被诱导形成在转录组水平上类似于体内囊胚的类囊胚结构。从左到右分别是李程、邓宏魁和徐君（来源：北京大学官网）如何在体外制备全能性干细胞，长期以来一直是干细胞领域的重要科学问题。在小鼠中，只有受精卵及二细胞胚胎具有全能性：单个细胞能够形成一个完整生命个体。随后发育形成的囊胚细胞可以被用于建立多潜能干细胞，滋养层干细胞及原始内胚层干细胞。然而，这些干细胞的发育潜能是受限的，无法同时发育到胚内和胚外组织。近年的研究发现：在小鼠多能干细胞群中存在极少量的表达小鼠二细胞胚胎分子标记MERVL的细胞，被称为二细胞样细胞（2-cell like cells），具有二细胞胚胎的部分分子特征(1)。然而，这种细胞无法在体外进行稳定的培养。此外，最近的研究发现，二细胞样细胞与体内二细胞胚胎仍存在较大差异，作为体外研究全能性的模型仍存在较大局限性（2）。北京大学邓宏魁团队长期以来致力于采用化学小分子调控的手段来建立调控干细胞的发育潜能的新方法（3-6）。2017年邓宏魁团队报道了一个新的小分子组合（LCDM），可以在人和小鼠中建立扩展型多能干细胞（EPS细胞）（4）。EPS细胞具有胚内胚外发育潜能，并且可以被诱导形成类囊胚（Blastoid）结构（7）。然而，与小鼠二细胞胚胎相比，这种细胞的分子特征与二细胞胚胎还有较大差异，细胞的胚外分化潜能也存在局限性，诱导获得的类囊胚结构中存在较高比例的中间态和中胚层样细胞（8）。最近北京大学杜鹏团队、中山大学王继厂团队等报道了全能性干细胞的诱导条件（9-10）。当前，如何直接自小鼠全能性胚胎建立全能性干细胞，仍是全能性干细胞研究的“金标准”。在本研究中，团队通过化学小分子高通量筛选，鉴定了能够在EPS细胞中诱导提高MERVL及Zscan4阳性细胞比例的化学小分子。通过进一步的组合优化，发现了一个可以将EPS细胞诱导为全能性干细胞的小分子组合CD1530，VPA，EPZ004777，CHIR 99021 (CPEC组合)，诱导获得的全能性干细胞能长期稳定地在体外培养。更为重要的是，CPEC组合可以在体外支持从小鼠二细胞胚胎直接建立全能性干细胞系。研究者将由CPEC组合支持建立的全能性干细胞命名为全能潜能干细胞（totipotent potential stem cells, TPS细胞）。研究者进一步从转录组、表观特征、嵌合能力等多个方面深入分析了TPS细胞的分子特征和发育潜能。他们发现TPS细胞在单细胞水平上表达大量的全能性特征基因，并且下调了多能性的分子标记。进一步的单细胞转录组分析发现，TPS细胞群中存在一个在转录组水平与中期二细胞胚胎高度相似的细胞亚群（约10%）。他们定量分析了TPS细胞、杜鹏团队报道的TBLC中的全能干细胞亚群、二细胞样细胞与二细胞胚胎的转录组相似度，发现TPS细胞中的全能干细胞亚群与二细胞胚胎的相似程度是最高的。ATAC-seq和全基因组甲基化分析也表明：TPS细胞具备了二细胞胚胎的表观修饰特征。在发育潜能分析方面，他们通过在不同发育阶段的单细胞嵌合实验证明了：单个TPS细胞具备了同时向胚内和胚外发育的能力。为了严格证明TPS细胞在体内的胚外发育潜能，他们对E17.5的嵌合胎盘进行了单细胞转录组分析，结果表明TPS来源的细胞可以分化形成多种胚外滋养层细胞类型。并且，他们发现tdTomato标记的TPS细胞与有GFP标记的受体胚胎形成的嵌合胎盘中，存在大量的tdTomato单阳性嵌合细胞，高表达滋养层细胞的分子标记，排除了由细胞融合导致的假阳性可能。这些结果表明了TPS细胞具备了与二细胞胚胎相似的分子特征和发育潜能。自组装形成类囊胚结构的能力是评估细胞全能性最为关键的功能性标准之一。研究者证明了通过调控早期胚胎发育的信号通路，可诱导TPS细胞高效形成类囊胚结构。单细胞转录组分析表明，TPS诱导的类囊胚结构中存在与小鼠E4.5囊胚中类似的上胚层、滋养外胚层、原始内胚层细胞，并且在转录组水平上高度相似。通过转录组数据的定量分析，研究者进一步比较了TPS-类囊胚结构中的滋养层细胞、小鼠滋养层干细胞/多能干细胞组合诱导类囊胚中的滋养层细胞，发现TPS-类囊胚结构中的滋养层细胞更类似于着床前囊胚中的小鼠滋养外胚层细胞。并且，不同于EPS细胞诱导的类囊胚结构，TPS-类囊胚结构中并不存在大量的中间态细胞及中胚层样细胞。将TPS来源的类囊胚结构植入体内后，可以诱导蜕膜化反应，但是仍无法像正常囊胚那样发育成个体，提示诱导类囊胚的方案仍需优化。最后，研究者分析了CPEC组合在TPS细胞中诱导和调控全能性的分子机制。他们发现抑制HDAC1/2和Dot1L的活性、以及特异激活RARγ通路，对TPS细胞的诱导和维持具有重要作用。有趣的是，当用CPEC组合的小分子联合处理小鼠二细胞胚胎时，他们发现这些小分子处理能在一定程度上帮助维持小鼠胚胎中的全能性分子标记的表达。这些结果表明HDAC1/2、Dot1L、RARγ通路的协同调控对于小鼠全能性调控的重要作用。综上所述，该研究利用化学调控的方法从小鼠二细胞胚胎中建立了新型的全能性干细胞，该细胞具有与二细胞胚胎相似的分子特征及双向发育潜能，能够形成与体内着床前囊胚更相似的类囊胚结构。这一工作不仅为体外研究全能性提供了更为合适和可靠的模型，而且朝着在不同哺乳动物物种中利用全能性胚胎捕捉、维持全能性干细胞的目标迈出了重要的一步。邓宏魁教授，李程研究员，徐君研究员是这一研究成果的共同通讯作者。北京大学徐亚星，赵晶薷，任奕璇，王旭阳和吕钰麟为该研究成果的第一作者。本工作获得了生命科学联合中心、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金等支持。