人膀胱移行细胞癌

肿瘤干细胞在肿瘤细胞的发生、自我更新、耐药性和转移中扮演着重要角色。作为泌尿系统最常见的恶性肿瘤——膀胱癌干细胞(Bladder Cancer Stem Cells)的起源和遗传学基础目前仍不明确。　　中国科学院生物物理研究所蛋白质科学研究平台抗体工程实验室李翀与中国科学院微生物研究所、深圳大学的研究人员合作，采用单细胞测序技术对肿瘤干细胞进行基因组学层面的探索，并进行了功能性实验验证。　　科研人员采用膀胱癌特异性抗体BCMab1与CD44抗体组合，从3份新鲜的膀胱癌组织中分选膀胱癌干细胞(Bladder Cancer Stem Cells)、膀胱癌非干细胞(Bladder Cancer Non-Stem Cells)、膀胱上皮干细胞(Bladder Epithelial Stem Cells)和膀胱上皮非干细胞(Bladder Epithelial Non-Stem Cells)，共计59个细胞进行了单细胞MALBAC扩增和全外显子测序。　　通过进化分析发现：膀胱癌干细胞起始于膀胱上皮干细胞或膀胱癌非干细胞。对膀胱癌干细胞中发生突变的21个关键基因进行鉴定后发现，有6个基因未曾在膀胱癌中报道(ETS1，GPRC5A，MKL1，PAWR，PITX2，RGS9BP)。ARID1A，GPRC5A和MLL2联合突变可显著增强“膀胱癌非干细胞”转化成“膀胱癌干细胞”能力。　　这一研究成果利用单细胞MALBAC扩增技术结合全外显子测序技术详细描绘了膀胱癌干细胞的基因组学概况，实验性证实了“膀胱癌干细胞”起源于“膀胱癌非干细胞”这一科学问题，揭示了人类膀胱癌干细胞起源的遗传学基础，阐明了癌变细胞中关键突变(Driver mutation)如何调控膀胱癌干细胞的自我更新机制，对于人类膀胱癌的防治具有重要意义。　　这一研究成果分别以Single-cell sequencing reveals variants in ARID1A, GPRC5A and MLL2 driving self-renewal of human bladder cancer stem cells 和Reply from Authors re: Xue-Ru Wu. Single-cell sequencing reveals variants in ARID1A, GPRC5A and MLL2 driving self-renewal of human bladder cancer stem cells 为题发表在国际泌尿科学学术刊物《欧洲泌尿学》(European Urology)上。前者的第一作者是中科院生物物理所李翀和微生物所杨昭，深圳大学教授吴松是通讯作者。后者的通讯作者是李翀和杨昭。　　该研究得到了国家自然科学基金资助。　　　　 　　图示：膀胱癌单细胞水平的系统进化分析。图A：膀胱癌干细胞与膀胱癌非干细胞的进化分析。图B：体细胞突变关键基因。图C：单个细胞体细胞突变频率。

中国目前男性膀胱癌的年发病率已达十万分之八，呈逐年上升趋势。临床诊断普遍使用膀胱镜有创检查，给病人造成极大痛苦，而细胞学检测因敏感性低易造成漏诊。卫生部医药卫生科技发展研究中心十月二十二日公布的基因检测新技术研究成果则有效解决了这一问题。 　　由国家卫生部组织内地五十二家大型综合医院进行的这项名为“荧光原位杂交技术在膀胱癌检测中的临床应用研究”，为期两年，采用国产探针，对四千八百零九例患者开展了临床检测实验。结果表明，该技术比临床应用的常规检查，可使膀胱癌确诊提前三到六个月。 　　专家称，荧光原位杂交技术是一种检测遗传学改变的分子细胞技术，具有操作简单，重复性好、灵敏性及特异性高的特点 比传统方法可更早发现细胞异常，能大幅度降低漏诊率 其检测快速无创，非常适合膀胱癌的早期检测和复发监测。 　　专家指出，中国男性膀胱癌年发病位居泌尿系统肿瘤第一位。目前大部分膀胱癌患者可通过手术治疗，但手术后两年内复发率达到百分之四十到七十，因此早期诊断和复发监测尤为重要。新技术可显著提高膀胱癌的诊断水准，对复发监测有很好的应用前景。 　　据知，此次课题研究使用的荧光原位杂交探针和检测试剂全部实现国产化，质量稳定可靠，价格比进口产品降低近七成 为该技术的临床推广应用奠定了基础 目前已获国家食品药品监督管理局的生产批准。

研究背景膀胱癌(BLCA)是公认的泌尿系统最常见的恶性肿瘤之一，约占前列腺癌的10%。全世界每年有57万新bing例和21万例死亡。由于其复发倾向和持续监测和随访的必要性，它是经济负担最高的癌症之一。因此，探讨膀胱癌发生发展的机制，寻找诊断和治疗方法是十分必要的。研究内容武汉大学中南医院、武汉大学医学研究院王行环团队此前的研究显示POLD1是膀胱癌恶性转变过程中的一个关键分子。在此基础上，王行环团队证实POLD1在膀胱癌组织中较癌旁组织高表达，在肌层浸润性膀胱癌中较非肌层浸润性膀胱癌高表达，且与预后相关。团队在体内和体外实验中证明了POLD1能够促进膀胱癌的增殖和转移。进一步进行机制研究发现，POLD1通过与FBXW7竞争性结合MYC，从而减弱FBXW7介导的MYC泛素化降解。此外，机制研究还发现POLD1可以与MYC形成复合物参与MYC的转录调控，增强MYC的转录活性；另一方面，MYC能够转录激活POLD1，从而形成了一个POLD1-MYC正反馈回路，增强了对膀胱癌的促癌作用（图1）。这项研究成果于2023年发表在 Nature Communications 杂志。https://doi.org/10.1038/s41467-023-38160-xIF: 16.6 Q1研究人员首先通过CO-IP验证了POLD1与MYC的结合，而当去掉MYC中与FBXW7α结合的区域MB1后，就检测不到结合了。所以研究团队合成了MB1肽段，然后用NanoTemper公司的Monolith分子互作技术检测了POLD1与MB1肽之间的亲和力，并与 FBXW7α作对比，证明POLD1对MB1的亲和力比FBXW7α强，因此它可以与FBXW7α竞争结合MYC（图2）。在这个实验中，POLD1和FBXW7α 也都是与GFP融合表达在293T细胞，直接使用细胞裂解液作为target进行检测，无需纯化蛋白。图1：POLD1通过稳定MYC调节BLCA的增殖和转移，促进膀胱癌发生发展图2：MST技术检测293T细胞中过表达GFP-POLD1的裂解物与MYC-MB1 (WT)肽的结合亲和力技术优势Monolith系列仪器在检测分子间相互作用时，可以直接检测细胞裂解液中的靶标蛋白于配体的亲和力，无需纯化蛋白。这种方法特别适合检测难纯化，或纯化后不稳定的蛋白样品，为科研人员节省蛋白纯化的时间，减少工作量。

上次我们介绍了单颗粒ICP-MS 的原理，可以高分辨的检测到每个小至纳米尺寸的颗粒中的元素类型，颗粒尺寸，并可以统计样品中纳米颗粒的粒径分布。每个纳米颗粒产生一个脉冲峰，所得信号的强度同颗粒尺寸相关，脉冲数与颗粒浓度相关。这种技术基于超快速扫描时间的四级杆质量分析器，目前已经可以达到10μs 的采样时间，1 秒钟就能采集多达100000 个数据点。利用单颗粒ICP-MS的快速采样时间的技术，搭配专用的进样系统，就可以分析每个细胞中的金属含量，称为单细胞ICP-MS。细胞逐个进入等离子体，被电离，内部金属产生的离子云被ICP-MS 检测。在单细胞ICP-MS 分析中，每个细胞被看做是一个单独的个体或粒子，可以产生自己的离子云。准确地定量单个细胞的金属含量，可以更好的理解单个细胞对金属和/或含金属纳米颗粒的吸收和清除机制，含金属药物与细胞相互作用的机制，以及营养物质在细胞群中的分布。传统的测量细胞中金属含量的方法使用名义质量浓度，即假设金属在细胞间的分布是相等的，从而忽略了在单细胞水平上金属分布和变化的重要信息。使用单细胞ICP-MS，我们可以获得以下信息每个细胞的金属含量细胞群的金属含量分布含有金属或纳米颗粒的细胞浓度每个细胞的纳米颗粒数量将纳米颗粒设计为同时携带药物和成像探针的模式，以便同时检测和治疗癌症。还可将其设计为专门针对机体病变组织和细胞的模式。纳米颗粒相对传统小分子药物，具备以下优势（i）延长体内循环时间；（ii）减少非特异性细胞摄取、意外偏离目标和副作用；以及（iii）通过特定癌细胞靶向部分来提高细胞相互作用。很多基于纳米粒子的癌症疗法已获准在临床上使用和/ 或目前正在开发中。金纳米颗粒AuNP制备柠檬酸盐稳定剂的50 nmAuNP，并聚乙二醇化。癌细胞人类T24 膀胱癌细胞。在组织培养处理过的培养皿上采用McCoy 5A 培养基（补充10% FBS），将细胞培养为单层细胞。摄入实验以每孔一百万个细胞的密度接种T24 癌细胞，并在37 ℃（5% CO2）的温度下培养24 小时，以确保细胞粘附在培养皿表面。然后，在浓度为0.4nM AuNP 的McCoy 5A 培养基（补充10% FBS）中，让细胞和50 nm聚乙二醇化的AuNP 接触4 小时。形成最终浓度为100,000 个细胞/mL 的单细胞悬浮液。结论结果表明，每个细胞吸收的AuNP 分布并不均匀，特定细胞群内的某些细胞比其他细胞明显摄取更多AuNP。SC-ICP-MS 是一个强大的分析工具，可在单个细胞水平上量化元素浓度和纳米粒子的分布。这项技术在单细胞基础上，具有提供的纳米粒子-细胞相互作用差异新见解的潜力。扫描二维码，即可下载珀金埃尔默使用单细胞ICP-MS 法定量癌症细胞对金纳米粒子的摄取率应用报告。

一次肿瘤细胞的意外死亡，让一种明星分子浮出水面。日前，在科技成果评价机构组织的鉴定会上，一种独特的免疫蛋白分子引起了评审专家的兴趣。“肿瘤细胞死亡时的照片上，周边有起泡的现象非常有意思。”国家重点研发计划首席科学家、南京大学李朝军教授表示，这个情况和细胞焦亡挺像，值得更进一步的研究和应用。“这种分子是在七鳃鳗的免疫系统中找到的，它能够识别出人体肿瘤细胞，并从外面打孔，让肿瘤细胞死亡。”研发团队带头人、辽宁师范大学原副校长李庆伟教授介绍，目前正利用这种明星分子推动癌症早筛工作。本想向肿瘤细胞学习，却把它杀死了七鳃鳗在地球上已经生活了5.5亿年，被戏称为“僵尸鱼”，介于无脊椎动物和脊椎动物之间。“我们想把七鳃鳗细胞和肿瘤细胞放在一起培养，借助肿瘤细胞增殖因子，帮助七鳃鳗细胞繁衍。”李庆伟回忆，没想到的是，肿瘤细胞都死亡了。换了不同的肿瘤细胞结果仍一样。研究团队感觉七鳃鳗细胞一定分泌了一种独特的物质，对肿瘤细胞是致命的。为了找到这种物质，团队大量收集细胞培养上清，通过蛋白质组学技术最终锁定了LIP蛋白。围绕这一蛋白的系统研究在后来的十几年中逐渐推展开——破解蛋白结构、解码对应DNA序列、分析蛋白结构中的不同功能… … 谜题一一解锁，但人们最关心的是：古蛋白究竟是怎么杀死肿瘤细胞的？古老蛋白“一招夺命”肿瘤细胞光学显微镜下，一场杀戮由近及远次第展开。“我们给LIP‘镀上’荧光，标记了荧光基团的蛋白分子进入肿瘤细胞培养液，能从显微镜下看到荧光迅速聚集到了肿瘤表面，肿瘤细胞膜随后破裂。”辽宁师范大学生命科学学院教授逄越展示的照片复盘了整个过程：肿瘤细胞表面出现了大的孔洞，肿瘤细胞里的内容物全部外泄，一招夺命。更有趣的结果发生在研究团队“打扫战场”时。他们把肿瘤细胞表面的古蛋白做了收集检测发现，杀伐时蛋白不单兵作战，而是“组团”的聚合体。“我们提出了识别、定位、聚集、杀伤的机制。”逄越说，研究表明聚合体越多杀伤作用越大。整个机制的解析花了团队5年时间，终于弄清楚，蛋白上“凝集素”的结构域负责“指认”，“气单胞菌溶素”结构域能深深地插入肿瘤细胞膜搞破坏。明星分子“小试牛刀”机制清晰，研究走到了应用阶段。团队决定先让明星分子小试牛刀，在检测领域做验证。健康中国行动要求强化癌症早筛。膀胱癌检测一直痛苦得让患者望而却步，不愿早筛，实现“滴尿”筛查将让癌症发现大大提前。“我们将明星分子做成了检测试纸。尿液中脱落的膀胱表皮细胞如果有肿瘤的迹象，马上会被预警。”辽宁师范大学生命科学学院副教授韩英伦告诉科技日报记者，团队先从学校职工体检的尿检入手建立了指示分子含量的对照表，然后与大连市的几家医院合作进行临床研究，肿瘤患者的值会高过正常值2—3倍。相关研究数据显示，利用LIP特异性识别肿瘤细胞技术，尿液检测膀胱癌的LIP免疫荧光试纸灵敏性达到85%，特异性可达92%，简单、快速、微量、无创。“国际上这类检测试剂不多，美国FDA目前有三款试剂盒上市。”评审专家、大连医科大学附属第二医院院长刘志宇教授表示，作为我国自主研发的检测产品，尤其是从靶点开始的源头创新，目前的研究进展令人震撼。评审专家一致认为，该项目具有完全自主知识产权，达到国际领先水平。据介绍，相关研究多年来得到科技部国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金、辽宁省高等学校重大科技平台等项目支持。

在杀死癌细胞的同时，也杀死了正常细胞。”这个困惑着全世界医生和癌症病人的难题，终于可望破解。笔者13日从中山大学获悉，中山大学中山医学院教授颜光美课题组于7日在国际期刊《美国科学院院报》发表了天然甲病毒M1具有选择性抗肿瘤作用的最新研究，该研究表明，一种叫做M1的天然病毒能特异性杀死癌细胞而不伤害正常细胞，这种新型溶瘤病毒有望成为新一代抗癌利器全球癌症发病率呈现快速增长态势，现有的治疗手段远远未能满足临床需求。颜光美课题组历经多年研究，从海南岛分离得到一种M1的天然病毒。颜光美团队使用细胞培养方法发现，M1病毒能选择性地感染并杀死包括肝癌、结直肠癌、膀胱癌、黑色素瘤在内的多种癌细胞，而对正常细胞无毒副作用。整体动物模型证明，M1病毒“像长了眼睛一样准确找到肿瘤组织并将其杀灭”，正常细胞则不受影响。XY-EL-Ch1509c 鸡间隙连接蛋白26(CX26)ELISA试剂盒 Chicken CX26 (Connexin 26) ELISA Kit XY-EL-Ch1510c 鸡金属硫蛋白2 (MT2)ELISA试剂盒 Chicken MT2 (Metallothionein 2) ELISA Kit XY-EL-Ch1511c 鸡神经激肽A(NKA)ELISA试剂盒 Chicken NKA (Neurokinin A) ELISA KitXY-EL-Ch1512c 鸡细胞粘附蛋白相互作用蛋白(CYTIP)ELISA试剂盒 Chicken CYTIP (Cytohesin Interacting Protein) ELISA KitXY-EL-Ch1513c 鸡磷酸二酯酶4D(PDE4D)ELISA试剂盒 Chicken PDE4D (Phosphodiesterase 4D, cAMP Specific) ELISA KitXY-EL-Ch1514c 鸡5核苷酸酶(5-NT)ELISA试剂盒 Chicken 5-NT (5-Nucleotidase) ELISA KitXY-EL-Ch1515c 鸡γ1肌动蛋白(ACTG1)ELISA试剂盒 Chicken ACTg1 (Actin Gamma 1) ELISA KitXY-EL-Ch1516c 鸡细胞分裂周期蛋白23(CDC23)ELISA试剂盒 Chicken CDC23 (Cell Division Cycle Protein 23) ELISA KitXY-EL-Ch1517c 鸡谷胱甘肽S转移酶κ1(GSTκ1)ELISA试剂盒 Chicken GSTκ1 (Glutathione S Transferase Kappa 1) ELISA Kit XY-EL-Ch1518c 鸡血管紧张素II受体1(ANG II R1)ELISA试剂盒 Chicken ANG II R1/AGTR1 (Angiotensin II Receptor 1) ELISA Kit XY-EL-Ch1520c 鸡染色质区解旋酶DNA结合蛋白3(CHD3)ELISA试剂盒 Chicken CHD3 (Chromodomain Helicase DNA Binding Protein 3) ELISA Kit XY-EL-Ch1521c 鸡脂多糖结合蛋白(LBP)ELISA试剂盒 Chicken LBP (Lipopolysaccharide Binding Protein) ELISA KitXY-EL-Ch1523c 鸡唾液酸结合免疫球蛋白样凝集素8(SIGLEC8)ELISA试剂盒 Chicken SIGLEC8 (Sialic Acid Binding Ig Like Lectin 8) ELISA KitXY-EL-Ch1524c 鸡肝细胞生长因子(HGF)ELISA试剂盒 Chicken HGF (Hepatocyte Growth Factor) ELISA Kit XY-EL-Ch1525c 鸡脂蛋白脂酶(LPL)ELISA试剂盒 Chicken LPL (Lipoprotein Lipase) ELISA KitXY-EL-Ch1526c 鸡胸腺五肽(TP5)ELISA试剂盒 Chicken TP5 (Thymopentin) ELISA KitXY-EL-Ch1527c 鸡可溶性CD14分子(sCD14)ELISA试剂盒Chicken sCD14 (Soluble Cluster of Differentiation14) ELISA KitXY-EL-Ch1528c 鸡胰岛素(INS)ELISA试剂盒 Chicken INS (Insulin) ELISA KitXY-EL-Ch1530c 鸡甲状腺素(T4)ELISA试剂盒 Chicken T4 (Thyroxine) ELISA KitXY-EL-Ch1532c 鸡促红细胞生成素(EPO)ELISA试剂盒 Chicken EPO (Erythropoietin) ELISA Kit XY-EL-Ch1533c 鸡甘露糖受体C1(MRC1)ELISA试剂盒 Chicken MRC1 (Mannose Receptor C Type 1 ) ELISA KitXY-EL-Ch1535c 鸡胰岛素样生长因子2-mRNA结合蛋白3(IGF2BP3)ELISA试剂盒 Chicken IGF2BP3 (Insulin Like Growth Factor 2 mRNA Binding Protein 3) ELISA Kit XY-EL-Ch1536c 鸡T细胞活化连接蛋白(LAT)ELISA试剂盒 Chicken LAT (Linker For Activation of T-cell) ELISA KitXY-EL-Ch1538c 鸡激酶锚定蛋白1(AKAP1)ELISA试剂盒 Chicken AKAP1 (A Kinase Anchor Protein 1) ELISA Kit XY-EL-Ch1539c 鸡肿瘤特异生长因子/肿瘤相关因子(TSGF)ELISA试剂盒 Chicken TSGF (Tumor Specific Growth Facter/Tumor Supplied Group of Factor) ELISA KitXY-EL-Ch1540c 鸡胃动蛋白2(GKN2)ELISA试剂盒 Chicken GKN2 (Gastrokine 2) ELISA Kit XY-EL-Ch1542c 鸡丙酮酸脱氢酶E1(PDH E1)ELISA试剂盒 Chicken PDH E1 (Pyruvate Dehydrogenase E1) ELISA KitXY-EL-Ch1543c 鸡抗丙氨酰tRNA合成酶抗体(Anti-AlaRS/Anti-PL12)ELISA试剂盒 Chicken Anti-AlaRS (Anti-Alanyl-tRNA Synthetase/Anti-PL12-Antibody) ELISA KitXY-EL-Ch1544c 鸡脱氢表雄酮硫酸酯(DHEA-S)ELISA试剂盒 Chicken DHEA-S (Dehydroepiandrosterone Sulfate) ELISA Kit XY-EL-Ch1545c 鸡胚胎性硫糖蛋白抗原(FSA)ELISA试剂盒 Chicken FSA (Fetal Sulfoslycoprotein Antigen) ELISA KitXY-EL-Ch1546c 鸡酪氨酸羟化酶(TH)ELISA试剂盒 Chicken TH (Tyrosine Hydroxylase) ELISA KitXY-EL-Ch1547c 鸡α-胞衬蛋白(SPTAN1)ELISA试剂盒 Chicken SPTAN1 (Alpha-Fodrin) ELISA Kit 除细胞水平及动物实验之外，课题组还使用临床标本离体活组织培养模型进一步证实了上述新型溶瘤病毒的有效性和特异性。据介绍，更为重要的是，研究工作还证明了M1病毒作用的分子遗传学机制，这个发现为精准的临床用药和实施个体化疗法提供了可靠的科学依据，也极大地增加未来临床试验取得成功的机会。据专家介绍，新型天然溶瘤病毒M1将会安全而有效地治疗癌症，有望成为攻克人类癌症的新一代利器

p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " strong 纽约当地时间11月20日，贝克曼库尔特生命科学公司与IncellDx宣布，他们将共同合作在欧洲推广4种新型开发癌症检测实验方法，并且这些检测方法均融合了两家公司的技术。 /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 308px height: 205px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/5b1eb464-c265-49f9-8958-435136dbb849.jpg" title=" 11111.jpg" alt=" 11111.jpg" width=" 308" height=" 205" / /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " 公开资料表明，其中 strong 基于流式细胞仪的测定方法是由位于加州门洛帕克IncellDx公司开发 /strong 的，可在包含CytoFLEX系统的贝克曼库尔特仪器中运行。这个方法可以用来进行癌细胞的单细胞分析，包括 strong 肺癌、膀胱癌以及人乳头瘤病毒相关的头、颈和子宫颈癌 /strong 等。该方法中使用的试剂盒将流式细胞仪与分子分析结合，以获取有关mRNA和蛋白质表达以及细胞周期、增殖的信息。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" text-align: justify text-indent: 2em " /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/7f1a19c1-e885-4ce5-94b0-47ca2beee2ca.jpg" title=" incelldx.png" alt=" incelldx.png" / /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " strong IncellDx创始人兼首席执行官布鲁斯· 帕特森（Bruce Patterson） /strong 在一份声明中说：“在癌症研究中，在单细胞水平上进行定量分析至关重要。将我们的单细胞，同步蛋白，mRNA和细胞周期、DNA含量测定增加到贝克曼库尔特生命科学流式细胞仪背后的卓越技术中， strong 将开辟一个了解癌症生物学的新时代 /strong 。” /p p style=" text-align: justify line-height: 1.5em text-indent: 2em " 目前交易的具体条款没有透露。 /p

癌症是由遗传因素、环境因素等多因素导致的复杂疾病。因其个性化的特点-每个人/甚至不同细胞都具有独特的遗传突变，从而加大了癌症治疗及监测的难度。而高通量测序技术的发展为我们带来了契机，不仅可以加速揭开癌症的病因及机制，更进一步使个性化医疗成为现实。 　　2014年之前由于全基因组重测序价格仍然高昂，科研人员不得不舍弃部分遗传信息(如基因融合、染色体重排等)，而选择外显子组测序&mdash &mdash 仅针对编码区的SNP/InDel进行检测。随着全基因组测序成本不断下降，尤其是诺禾致源公司引进的X-Ten平台，率先推出&ldquo 万元基因组&rdquo 测序活动，使得国内的全基因组测序变得更便宜更快捷，因此，全基因组重测序已成为癌症研究的最佳选择。 　　全基因组重测序的必要性 　　2011年，Chapman等人在Nature上利用多发性骨髓瘤样本对全基因组与全外显子组测序进行了比较，结果表明多发性骨髓瘤中一半的蛋白质编码突变都是通过染色体畸变(如易位)发生的，故大部分突变都无法通过外显子组测序发现。相对于全外显子组测序，人类基因组重测序已在检测基因融合，基因组突变，染色体碎裂和染色体重排等研究中屡建奇功。 　　癌症研究中重要的遗传信息 　　基因组突变 　　所有癌症在发展过程中都会积累大量体细胞突变，其中司机突变(Driver mutations)是对癌症发展很关键的体细胞突变，而剩下的就被称为乘客突变(Passenger mutations)。2011年Berger等人在Nature上发表了原发性人类前列腺癌及其配对正常组织的完整基因组序列研究。一些肿瘤包含复杂的平衡重排链(拷贝数中性)，它们通常发生在已知癌症基因中或附近。而一些断裂点发生在基因间区域，可能会因外显子组测序错过，因此，这篇文章例证了有些突变(如文章中类似于基因间区域的非编码区)只有也只能通过全基因组测序才能检测出来。 　　基因融合 　　基因融合在基因组中非常普遍，也是一些类型癌症的标志。基因融合是由两个不相关的基因发生融合形成的一种基因产物，该产物具有全新的功能或与两个融合基因不同的功能。配合末端配对(Paired end, PE)测序技术使用的全基因组测序是目前检测所有基因融合的最准确、最全面的工具，对这些基因融合的检测包括了重复、倒位、覆盖和单碱基插入缺失各种类型。2014年，癌症基因组图谱(TCGA)联盟采用全基因组重测序和全外显子组测序结合的方式对131例膀胱泌尿上皮癌进行了研究，研究者发现了FGFR3与TACC3的融合现象，7例肿瘤样本中检测到病毒整合位点，相关研究结果发表在Nature上。而类似这样的基因融合和病毒整合位点是全外显子组测序做不到的，仍然只能通过全基因组测序的方式进行研究。 　　染色体碎裂 　　该现象是一个一次性的细胞危机，该过程中成百上千个基因组重排在单次事件中发生。这种灾难性事件的后果是复杂的局部重排和拷贝数变异，其范围限制在0-2个拷贝。据估计，染色体碎裂发生在2-3%的癌症的多个亚型中，以及约25%的骨髓中。染色体重排需借助DNA双链断裂和一定方式的排列连接，这种重排破坏了基因组的完整性，继而参与形成白血病、淋巴瘤和肉瘤。它的复杂性和随机性使得它成为一种很难研究的现象，目前的解决策略是使用末端配对和长距离末端配对(mate-pair)技术建库的全基因组深度测序方法进行研究。 　　基因组改变和拷贝数变异(CNV) 　　目前的研究结果告诉我们，若分析中只关注SNP势必将错过大部分重要的基因组重排。据估计，每个人类基因组中&ldquo 非SNP变异&rdquo 总共约有50Mb。Morrison等人选用膀胱移行细胞癌(TCC-UB)的5例样本进行全基因组重测序，结果发现，其中3例样本具有较多SNP和SV变异，并且都具有P53基因的突变 在另外2例肿瘤样本中，研究者发现谷氨酸受体N-methyl-D-aspertate receptor基因发生易位和扩增，该研究结果对后期的肿瘤药物靶点鉴定与疾病治疗具有重要作用。由于覆盖深度变化太大，导致对原拷贝数的变异不敏感，全外显子组测序不容易检测到CNV，对于大片段的基因组改变更是无能为力。 　　全基因组测序与全外显子组测序比较 　　正是基于以上的优势，近年来采用全基因组重测序作为研究手段发表的高水平文章越来越多，这也会是将来人类基因组学研究的趋势，预测相关科研成果将呈现井喷式增长。

俄罗斯科学院西伯利亚分院热物理研究所科学家近日宣布，他们开发出一种通过激光纳米技术诊断早期癌症的新方法，从采样到分析完成仅需1分钟，且不需要对病人进行穿刺，十分简便易行，准确率可达85%以上。 　　该研究所首席研究员弗拉基米尔· 梅列京介绍，现有的诊断方法是根据血液中的血红细胞沉降率间接测量与癌症相关蛋白质的流体动力学半径，初步确定受检者是否患有癌症。研究人员发现，由于纳米粒子可以在不同液体间自由循环，借助激光光谱仪测量尿液中相关纳米粒子半径，可为诊断癌症提供依据。 　　梅列京说：&ldquo 我们已经研制出专门的激光光谱仪，用于测量尿样中的纳米颗粒。经过充分的试验论证，我们确定了这些颗粒的正常半径范围，如果超过这一范围，则说明受检者可能患有癌症。经过临床实验，该方法检测癌症的准确率超过85%，对于如此简便易行的早期诊断方法来说，这样的结果非常理想。&rdquo 　　梅列京指出，这项研究是与新西伯利亚市第一医院合作开展的，该院已利用新方法对数百名膀胱癌患者的尿样进行了分析。专家认为，该方法从采样到分析完成仅需1分钟，且不需要对病人进行穿刺，十分简便易行。 　　目前，该研究所已向俄罗斯专利局申请专利，希望获得相关企业的资助，用于项目的后续研究及产品化。梅列京说：&ldquo 我们的最终目标是生产一种廉价易用的早期癌症诊断产品，将来大家在药房就能够买到它，就像买眼压计一样方便。&rdquo

导 读近年来，不论国内外，恶性肿瘤的发病率都在明显上升，已成为严重威胁人类生命安全和社会发展的重大公共卫生问题，寻找一种有效的治疗方法至关重要。目前，恶性肿瘤的治疗方法多种多样，但每一种疗法都有其适应症和不良反应，对部分患者有效，但仍有许多患者出现不良结局，因此，肿瘤的新型治疗方法始终是学者们研究的重点。光动力疗法（PDT）是肿瘤治疗研究的热门疗法，与传统治疗方法相比，它是一种非侵入性治疗，不良反应轻，可多次重复，对肿瘤细胞选择性高的治疗方法。 我们与北京理工大学谢海燕团队左立萍博士针对此方法，从光和氧这两个因素进一步探索完善，从而增强了PDT效果，使PDT在临床上发挥更明显的作用，研究成果发表在《Angewandte Chemie》上。 光动力疗法简介光动力疗法（PDT）是一种新的肿瘤治疗方法。其利用肿瘤细胞代谢活跃的特点，在注射药物(光敏剂)后，肿瘤组织内浓度明显高于周围正常组织。在适当时间用特定波长的激光照射肿瘤组织，激活光敏剂，产生活性氧，特异性破坏肿瘤细胞及肿瘤新生血管。此疗法具有高选择性，微创性，疗效确切，毒性低微，可消灭隐性癌症病灶的特点。研究成果快览PDT在治疗过程中很少有光敏剂（PS）本身能够特异性地靶向肿瘤，并且其过程需要消耗氧杀灭癌细胞，而人体内的实体肿瘤生存的环境很多都是厌氧环境，会对这种疗法的“威力”产生不小的影响。北京理工大学谢海燕教授团队针对以上问题，进行了前沿性探索，研究人员将5-氨基乙酰丙酸己酯盐酸盐（HAL）和3-溴丙酮酸（3BP）同时封装到从X-射线照射的肿瘤细胞（X-MP）收集的微粒中。系统给药后，X-MP收集微粒的载药体（HAL/3BP@X-MP）可以特异性地靶向肿瘤组织并被肿瘤细胞摄取，其中HAL通过固有的血红素生物合成途径诱导光敏剂（PpIX）在线粒体中的合成；同时，3BP通过抑制线粒体呼吸显著增加线粒体内氧气浓度。PpIX和氧气的准确共定位和快速接触产生足够的活性氧（ROS）直接破坏线粒体，一次给药即可消除肿瘤生长并抑制肿瘤转移，从而显著改善PDT结果。 图1. HAL/3BP@X-MP的体外细胞毒性：不同药物处理3天后多细胞肿瘤的球体3D图片 经HAL/3BP@X-MP光动力疗法治疗后，与其他组别相比多细胞肿瘤的球体明显减小，表明 HAL/3BP@X-MP的PDT治疗效果最佳。图2. HAL/3BP@X-MP抗肿瘤疗效的体内评价：f）肿瘤组织的Ki67染色，标尺=100 mm；g) 不同组肺切片苏木精-伊红染色，标尺=100mm。 图2 f）中表示不同的PDT对肿瘤细胞增殖的抑制效果（通过Ki67染色表达），结果表明HAL/3BP@X-MP组的PDT对肿瘤细胞增殖的抑制效果最明显；g) 中表示不同的PDT对肿瘤细胞的抗转移作用，结果表明HAL/3BP@X-MP组的抗转移效果最明显。 LCMS-8045，科研好助手在此研究过程中，需要测定X射线照射的X-MP中的HAL和3BP的封装率，但由于分光光度法及液相色谱法的灵敏度无法满足检测需求，且有基质干扰，因此选用岛津LCMS-8045完成了封装率的测定——岛津LCMS-8045拥有最快30000U/S的扫描速度和5 msec超快速的正负极性切换功能，具有远高于紫外检测器的灵敏度，可实现对痕量HAL和3BP的定性、定量、正负离子同时检测。 岛津超高效液相-三重四极杆质谱联用仪LCMS-8045l 超快速扫描技术l 超快速切换正负极性技术l 具有增强型离子光学系统，提高离子传输效率和灵敏度 图3. 利用LCMS-8045测定X-MP中的HAL 216.15114.1 （正离子）与3BP 64.85 78.9（负离子） 本研究构建的智能肿瘤细胞衍生微粒为PDT提供按需合成光敏剂并能显著增加线粒体内氧气浓度，为开发安全高效的PDT治疗方式以对抗癌症提供了一种新思路。此外，使用岛津超高效液相-三重四极杆质谱联用仪LCMS-8045测定了封装进入X-MP微粒中的HAL和3BP的含量（见图3），为智能肿瘤细胞衍生微粒对药物封装率的测定提供了新的方法。 专家声音文章第一作者左立萍博士表示：近年来，智能肿瘤细胞衍生微粒作为一种理想的药物载体正在兴起，因为可以逃避非特异性结合和免疫清除。但对其载药量的研究目前主要是采用分光光度法与液相色谱法，但以上两种方法灵敏度差且容易受到基质干扰，岛津三重四极杆质谱联用仪LCMS-8045具有灵敏度高，特异性强的优点，是测定智能肿瘤细胞衍生微粒对药物封装率的有效工具，为我们课题研究提供了技术支撑。 撰稿人：石丹姝 *本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。

作为一个先进的医学诊断工具，振动光谱成像技术可以获取活细胞的图像，有望用于癌症和其他疾病的早期检测。 　　高速光谱图像可以观察活细胞内代谢过程的快速变化，可以实现大面积组织成像,从而能够扫描整个器官。 　　“例如，我们将可以通过食道或膀胱的成像进行肿瘤的诊断,”普渡大学生物医学工程学(Weldon School of Biomedical Engineering)化学系教授Ji-Xin Cheng说,“如果一毫秒每像素,需要10分钟获取一个图像，这个速度太慢，不能看到细胞内发生了什么，现在我们可以在两秒钟内完成一个完整的扫描。” 　　这项技术标志着使用受激拉曼散射来实现微秒振动光谱成像的新方法,该方法在激光的照射下，可以通过测量它们的振动光谱来识别和追踪某些分子，相当于是一种光谱指纹。 　　研究结果发在3月27日的自然出版集团(Nature Publishing Group journal，NPG)的Light: Science & Application杂志上。 　　这种成像技术是免标记的，也就意味着它不需要用染料去标记样品，在诊断方面的应用非常吸引人。新系统的另一个优点是它可以结合流式细胞技术，每秒看一百万个细胞。 　　“比如，你可以观察病人的血液样本中大量的细胞以检测肿瘤,你也可以通过内窥镜直接观察器官,” 普渡大学Discovery Park的Birck纳米技术中心，Label-free成像实验室科学主任Cheng说，“这些功能将会改变拉曼光谱在医学方面的应用。每个细胞有许多细胞器,光谱学可以告诉我们这些细胞器里有什么，而其他技术实现不了。” 　　本文的工作由Cheng 已经毕业的学生Chien-Sheng Liao、Junjie Li 和 Seung-Young Lee 研究科学家Mikhail Slipchenko 博士后研究助理Ping Wang 普度大学Jonathan Amy Facility的前工程师Robert Oglesbee等完成。 　　作为对以上观念的论证,研究人员证明了新系统可以观察人类癌细胞是如何代谢维生素A，以及药物是如何分布在皮肤上。 　　这项技术, 速度比最先进的商业拉曼显微镜快1000倍，在Jonathan Amy Facility以电子器件得以实现，称为32路调谐放大器阵列,或者TAMP 阵列。此项新技术已经申请两项专利。Cheng表示在教大学生人耳如何放大声音的过程中获得这种成像技术想法的灵感。

在癌症诊断与治疗中，医生通常是利用活组织检查来进行确诊并跟踪治疗效果。这种方法不仅会给患者带来创伤，而且价格昂贵。循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cell, CTC)检测打破了这一僵局。CTC是存在于癌症患者血液循环系统中的游离癌细胞，被认为是癌症生长、转移的一个重要因素。近年来，CTCs引发越来越多的研究者及商业公司的兴趣。 　　10月23日，在第三届&ldquo 千人计划&rdquo 创业大赛决赛上，美国泰勒影像生物技术有限公司创始人洪斌博士带来了关于CTCs的新项目&mdash &mdash 基于循环肿瘤细胞检测的快速、低成本癌症普查技术。生物探索记者对此进行了专访。 洪斌博士在千人计划大赛上展示自己带来的CTCs检测项目 　　循环肿瘤细胞，癌症无创检测新工具 　　对于科研及临床来说，CTC的概念并不陌生，早在1896年，澳大利亚学者Ashworth就首次提出CTC的概念。CTCs目前定义为自发或因诊疗操作由实体瘤或转移灶释放进入外周血循环的肿瘤细胞。 　　大量实验已经证实CTCs检测有助于肿瘤的早期诊断、判断患者预后、评估抗肿瘤药物的疗效及制定个体化治疗方案。与其他组织学标本如骨髓等相比，外周血标本容易获得，且创伤性小，是临床上常规检测较为理想的标本来源。 　　但是，CTC在外周血中的数量非常稀少，仅占外周血白细胞的1/106-1/107，并且它是连续产生的，在血液中呈动态分布，会出现滞后现象，具有很强的异质性，因此CTCs的检测一直受到挑战。 　　新技术实现CTCs快速检测 　　洪斌博士带来的技术可以解决这一问题。洪博士曾在美国豁达斯派克生物技术公司及美国艾卫迪医学检测公司工作，主导过政府支持的循环肿瘤细胞检测项目。他说，CTCs的少是相对的概念，并不是所有样品中都会少，这是一个误解。以前是因为产品、设备不够好，检测不到，所以才叫&ldquo 少&rdquo 。现在已经证明了，很多样品检测水平是以前平台的30倍到100倍，这样就不能称作&ldquo 少&rdquo 了。 　　不同于常规的细胞学检测手段，洪博士使用的是专利技术，肿瘤细胞无需分离、无需洗脱特异性染色和高清成像，不会对细胞产生物理损伤，没有样品损失。同时，他们开发了非抗体染色剂，无论染色时间长短对正常细胞都不会产生非特异性染色，不会产生染色背景。整个检测过程只需10分钟，保证了癌症检测的准确度、灵敏度、特异性和方便使用。 　　既往研究表明，外周血CTCs存在于肺癌、乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌、膀肌癌和卵巢癌等多种恶性肿瘤中，因此洪博士的这项技术几乎可以检测所有癌症&mdash &mdash 只要能产生CTCs。医院、体检中心、诊所、中心实验室进行癌症筛查、诊断和治疗评价时均可使用这项技术。 　　一年左右进入临床 　　对一项医学技术来说，大家最为关注的永远都是何时能够进入临床，真正应用到患者身上，尤其是与癌症相关的技术。洪博士表示，这项技术预计一年左右在中国进入临床，经过临床试验、注册证审批等程序，再过一年半到两年时间即可推向市场。 　　洪博士提醒，虽然这项技术很先进，但是它不能完全取代现有的癌症检测技术。放射、影像、病理检查等每项技术都有自己的优势，在某些情况下，CTCs快速检测技术能够取代传统检测手段，更多情况下，CTCs快速检测技术希望做到与传统检测手段优势互补，最终实现癌症的准确检测&mdash &mdash 这也是癌症检测的最终目的。 　　在查看介绍资料时，记者注意到该技术有&ldquo 床边&rdquo 、&ldquo 快捷&rdquo 字样，因此产生疑问，该检测方法有可能给患者在家里使用吗?洪博士说，该检测使用形式多样，可以在专业实验室使用，也可以在病人床边使用，但是建议医生在专业实验室使用，以方便结果确认。 　　洪博士计划首先将产品推向全国各体检中心。被问及在中国推广这项技术可能会遇到哪些挑战，他说，挑战肯定会有，毕竟这是一个新产品，但它并不是市场上第一个这种类型的产品。经过多年发展，市场已经认可CTCs检测相关产品，他们只要努力证明这项技术好在哪里就行了。 　　CTCs检测不是一件易事，中国十年前就有公司介入CTCs检测领域，因为难度太大，到现在鲜有成功者。或许接下来十年，这种情况会得到改观。随着检测技术的不断改进，检测手段敏感性与特异性的提高，CTCs检测必将在临床肿瘤诊治中得到更广泛的推广应用，CTCs检测也将在人类战胜肿瘤的征途上写下新的篇章。 　　美国泰勒影像生物技术有限公司创始人洪斌 　　洪斌毕业于南京大学、北京化工大学、美国路易维尔大学。曾在美国豁达斯派克生物技术公司担任高级研究员、项目主管，在美国艾卫迪医学检测公司担任研发主管。洪博士获得了美国普渡大学药政管理与质量监督职业资格认证，美国药监局药政管理培训资格认证，多项中美创新创业大赛大奖，并入选美国大学名人录。他发表第一作者SCI核心期刊文章十余篇，发明专利四篇、知识产权一篇，是生物传感器和医学检测领域著名期刊 Biosensor & Bioelectronics的特邀审稿人。

单细胞拉曼光谱（SCRS）能非标记、非侵入性、无损、全景式地揭示细胞代谢状态，因此基于SCRS的活体单细胞流式检测（Raman Flow Cytometry，RFC），有着广阔应用前景。近日，青岛能源所单细胞中心和青岛星赛生物合作发明了基于介电诱导确定性侧向位移完成单细胞聚焦、捕获/释放的拉曼流式检测技术pDEP-DLD-RFC，并证明其针对人体细胞（肿瘤）、植物（微藻）、酵母和细菌等多种细胞类型的广谱适用性。基于此推出的FlowRACS 3.0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。该工作近日发表于《先进科学》（Advanced Science）。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。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，高通量拉曼流式技术的应用受限：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。针对上述问题，青岛能源所单细胞中心王喜先、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）。首先，通过宽流场高流量的进样策略，有效防止细胞沉降，从而实现了长时间稳定运行（＞5小时）；其次，通过介电诱导细胞确定性侧向位移，实现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，以满足各种不同代谢表型的普适性、高通量检测。基于上述关键技术突破，研究小组研制成功兼具广谱通用性、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。第一，植物生物制造过程的代谢监控。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。第二，酵母生物制造过程的代谢监控。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。第三，细菌药敏性的流式快检。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。第四，肿瘤细胞类型的快速区分。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。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，推出了高通量流式拉曼分析/分选仪FlowRACS 3.0，将大大加速拉曼组平台的推广应用。该工作由单细胞中心马波研究员和徐健研究员主持，与青岛星赛生物合作完成，得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金委和山东省自然科学基金委的支持。

——浪花虽小，层层堆叠，亦能掀起滔天巨浪引言 于2016年开启层浪流式的正式研发，于2022年相继发布了国内首台三激光流式LongCyteTM（临床型）和FongCyteTM（科研型）。截止到2024年4月，近十年的技术沉淀搭载新兴企业平台，层浪流式细胞仪共助推了8篇国际期刊文章的发表，其中4篇IF值≥10，最高达15.82，展现出层浪流式受到非同凡响的国际权威认可，以及其如阪上走丸般的学术论文转化率。 论文集锦8IF=15.82 1区Q1No.1标题：Hepatic-Accumulated Obeticholic Acid and Atorvastatin Self-Assembled Nanocrystals Potentiate Ameliorative Effects in TreaUnravelling Immune-Inflammatory Responses and Lysosomal Adaptation: Insights from Two-Photon Excited Delayed Fluorescence Imagingtment of Metabolic-Associated Fatty Liver Disease期刊：Advanced Science时间：2024年3月11日领域：医学/消化系统疾病引用产品：FongCyteTM单位：吉林农业大学中药材学院；吉林大学医学院；华南理工大学生物医学科学与工程学院摘要：奥贝胆酸(OCA)是一种选择性法内甾体X受体激动剂，可改善多种肝脏疾病的损伤和炎症。但其临床应用仍然受溶解度差、生物利用度低和潜在副作用的限制。这篇文章创造了一种由OCA和降胆固醇的阿托伐他汀(AHT)组成的肝靶向纳米药物，其活性药物成分(API)含量理想，用于口服MAFLD的联合治疗。这种无载体纳米晶体(OCAHTs)是自组装的，不仅提高了胃肠道环境中的稳定性，而且通过胆汁酸转运蛋白介导的肠肝循环过程实现了肝脏蓄积。口服OCAHT在改善对乙酰氨基酚挑战小鼠和高脂肪诱导的MAFLD小鼠的肝损伤和炎症方面优于OCA和AHT的简单组合，且系统毒性较小。重要的是，OCAHT对MAFLD相关的分子通路具有深远的反向作用，包括损害脂质代谢、减少炎症和增强抗氧化反应。这项工作不仅为肝脏靶向药物递送提供了一种基于胆汁酸转运体的便捷策略，而且还提供了一种高效、安全的全API纳米晶体，从而促进了纳米药物针对MAFLD的实际转化。IF=14 1区Q1No.2标题：Bioactive mesoporous silica nanoparticle-functionalized titanium implants with controllable antimicrobial peptide release potentiate the regulation of inflammation and osseointegration期刊：Biomaterials时间：2024年3月5日领域：生物医学工程引用产品：FongCyteTM单位：华南理工大学组织修复与重建国家工程研究中心；华南理工大广东省生物医学工程国家重点实验室摘要：细菌感染和骨整合延迟是钛基骨科植入物的两大挑战。在本研究中，我们通过将抗菌肽(AMP)负载的二硒化物桥接介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)固定在表面，开发了一种功能化的钛植入物Ti-M@A,显示出良好的长期和机械稳定性。功能化植入物对4种临床细菌(金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和MRSA)的抑菌活性超过95.71%，这是由于其具有破坏细菌膜的能力。此外，Ti-M@A可以有效抑制细菌的生物膜形成。由于骨髓间充质干细胞(mBMSCs)中硒的存在，功能化的植入物还能显著促进小鼠骨髓间充质干细胞(mBMSCs)的成骨分化。值得注意的是，它可以通过清除LPS激活的巨噬细胞中的ROS，在体外触发巨噬细胞走向M2极化。因此，感染和非感染骨缺损模型的体内试验表明，这种生物活性植入物不仅可以杀死超过98.82%的金黄色葡萄球菌，还可以促进骨整合，为解决钛植入物细菌感染和延迟骨整合提供了一种联合策略。IF=10.2 1区Q1No.3标题：Self-polymerized platinum (II)-Polydopamine nanomedicines for photo-chemotherapy of bladder Cancer favoring antitumor immune responses期刊：Journal of Nanobiotechnolog时间：2023年7月22日领域：医学/肿瘤学引用产品：FongCyteTM单位：内蒙古人民医院泌尿外科；广东省生物医学工程重点实验室教育部生物医学材料与工程重点实验室华南理工大学摘要：由于铂类药物在晚期膀胱癌(BC)的肿瘤蓄积较低，且化疗药物释放不受控制，因此全身给药具有明显的局限性。迫切需要先进的策略来克服目前铂类药物化疗的局限性，以达到最大的治疗效果和减少副作用。在这项研究中，自聚合铂(Ⅱ)聚多巴胺纳米复合物(PtPDs)被专门用于BC的有效化学光免疫治疗。高Pt负载含量(11.3%)的PtPDs在还原性肿瘤微环境和近红外(NIR)光照射的联合作用下可降解，从而控制Pt离子的释放，实现高效化疗。此外，聚多巴胺促进了更强的光热效应，以补充铂类化疗。因此，PtPDs在体外和体内为MB49 BC提供了有效的化学光热治疗，增强了免疫原性细胞死亡(ICD)效应和强大的抗肿瘤免疫应答。当与PD-1检查点阻断联合使用时，基于PtPDs的光化学疗法引起全身免疫反应，完全抑制原发和远处肿瘤的生长，且不会诱导全身毒性。本篇文章为金属-多巴胺自聚合提供了一种高度通用的方法，用于金属基化疗药物的精确递送，并可能作为一种有前途的纳米药物，用于有效和安全的铂类BC化疗。IF=10 No.4标题：Unravelling Immune-Inflammatory Responses and Lysosomal Adaptation: Insights from Two-Photon Excited Delayed Fluorescence Imaging期刊：Advanced Healthcare Material时间：2024年2月26日领域：生物化学引用产品：LongCyteTM单位：生物活性物质与天然药物作用国家重点实验室；中国医学科学院药物研究所北京活性物质发现与可药用性评价重点实验室摘要：具有近红外(NIR)发射的双光子激发(TPE)显微镜已成为一种很有前途的深部组织光学成像技术。近年来，长寿命发射探针荧光寿命成像技术的发展进一步提高了荧光成像的空间分辨率和精度，特别是在具有短寿命背景信号的复杂系统中。在这项研究中，介绍了两种创新的溶酶体靶向探针，Cz-NA和tCz-NA。这些探针具有多种优势，包括TPE (λex =880 nm)，近红外发射(λem=650 nm)。热激活延迟荧光(TADF)寿命长(分别为1.05 μs和1.71 μs)。这些特点显著提高了深组织成像的分辨率和信噪比。通过将声光调制器(AOM)装置与TPE显微镜相结合，作者成功地将Cz-NA应用于双光子激发延迟荧光(TPEDF)成像中，以跟踪小鼠对炎症的溶酶体适应和免疫反应。这项研究揭示了溶酶体微管、先天免疫反应和体内炎症之间的关系，为未来开发无自发荧光的分子探针提供了有价值的见解。IF=9.7 1区Q1No.５标题：Engineering a biomimetic system for hepatocyte-specific RNAi treatment of non-alcoholic fatty liver disease期刊：Acta Biomaterialia时间：2024年1月15日领域：医学/生物医学工程引用产品：FongCyteTM单位：南方医科大学第三附属医院广东省骨关节退行性疾病重点实验室骨科；华南理工大学组织修复与重建国家工程研究中心；华南理工大学医学院摘要：RNA干扰(RNAi)对难治性肝病具有巨大的潜力。然而，建立针对肝细胞的特异性、高效和安全的递送系统仍然是一个巨大的挑战。文章描述了一种很有前途的肝细胞靶向系统，通过将三触角N-乙酰半乳糖胺(GalNAc)工程细胞膜与可生物降解的介孔二氧化硅纳米颗粒相结合，高效、安全地将siRNA递送至肝细胞并沉默靶PCSK9基因表达，用于治疗非酒精性脂肪性肝病。在优化了GalNA工程策略、插入顺序和细胞膜来源后，我们获得了性能最佳的alNAc制剂，与基于阳离子脂质的GalNAc制剂相比，具有强大的肝细胞特异性内化，减少了Kupffer细胞捕获，从而实现了强大的基因沉默和更低的肝毒性。因此，通过在高脂肪饮食喂养的小鼠中全身施用靶向PCSK9的siRNA,实现了脂质积累和损伤的持久减少，同时显示出理想的安全性。总而言之，这种GalNAc工程仿生物代表了肝细胞特异性基因治疗和预防代谢疾病的多功能、高效和安全的载体。IF=5.5 No.6标题：Synthesis and Biological Evaluation of Benzo [4,5]- and Naphtho[2′,1′:4,5]imidazo[1,2-c]pyrimidinone Derivatives期刊：Biomolecules时间：2023年11月20日领域：化学引用产品：LongCyteTM单位：俄罗斯科学院生物有机化学研究所摘要：氮杂咔唑因其抗致病性和抗肿瘤活性等特性而受到广泛关注。本研究合成了一系列结构相关的三环苯并[4,5]-和三环萘[2'，1':4,5]咪唑[1,2-c]嘧啶酮衍生物，并对其具有一个或两个带正电的系链进行了抗增殖活性评价。带两个带氨基臂的铅四环衍生物5b对A549肺腺癌细胞的代谢活性有抑制作用，CC50值为3.6 μM，对VA13永生化成纤维细胞具有显著的选择性(SI =17.3)。细胞周期测定显示5b触发G2/M阻滞，无凋亡迹象。一项对其与多种DNA G4s和双链相互作用的研究，以及随后的双荧光素酶和插入物置换试验表明，插入物而不是G4调节的癌基因表达，可能有助于观察到的活性。最后，在浓度高达20mg /kg的72小时后，5b的水溶性盐被证明不会引起急性毒性作用、小鼠行为的改变、或体重的任何减少。因此，5b在体内研究中是潜力候选者；然而，还需要进一步的研究来阐明其分子靶点。IF=4.6 No.7标题：Imidazolium-Based Main-Chain Copolymers With Alternating Sequences for Broad-Spectrum Bactericidal Activity and Eradication of Bacterial Biofilms期刊：Macromolecular Bioscience时间：2024年1月23日领域：基础医学引用产品：FongCyteTM单位：中山大学深圳校区生物医学工程学院；广东省传感器技术与生物医学仪器重点实验室摘要：为了应对不断升级的细菌耐药性挑战，对抗浮游细胞增殖和消除根深蒂固的生物膜的必要性强调了阳离子聚合物抗菌剂的必要性。然而，有限的疗效和细胞毒性对其实际应用提出了挑战。本文介绍了以咪唑(Plm+)为阳离子组分的新型咪唑基主链共聚物。通过调节前体分子，对每个单元的疏水性和阳离子密度进行微调，从而对临床相关病原体产生广谱杀菌活性。Plm+1因其强大的抗菌性能而脱颖而出，对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的最小抑菌浓度为32ug mL-1，显著减少金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)的生物膜。杀菌机制包括破坏外膜和细胞质膜，使细胞质膜去极化，并触发细胞内活性氧(ROS)的产生。总的来说，这项研究假设了基于咪唑的主链共聚物的潜力，系统地定制了它们的序列，可以作为对抗耐药细菌感染的潜力候选者。IF=2.899 No.8标题：Study on the correlation between IL-12p70, IL-17A and migraine in children期刊：Frontiers in Neurology时间：2024年1月31日领域：医学/神经引用产品：MateCyteTM单位：河北省石家庄市儿童医院小儿神经内科摘要：头痛是儿童最常见的神经系统症状之一，偏头痛是最常见的原发性头痛，是一种发病率高且呈逐年上升趋势的脑功能障碍。然而，目前这种疾病复杂的病理生理机制尚未得到充分解释，在诊断和治疗方面存在局限性。既往研究表明，炎症反应在成人偏头痛或动物模型的发生发展中起一定作用，其中最主要的是促炎反应，如细胞因子IL-1ß 、IL-6、TNF-α、CGRP等展开。随着科学技术的进步，细胞因子检测在临床诊断和治疗中得到了广泛的应用，但其在儿童偏头痛诊断中的应用价值还有待进一步探索。本研究基于目前临床应用的IL-12P70、IL-17A等12种细胞因子检测方法，主要探讨与儿童偏头痛存在相关的细胞因子及其水平。

作为动态生物分子，蛋白质在肿瘤产生和发展过程中会发生丰度和结构的变化。与肿瘤发生关联的蛋白质异质性为阐明癌症发病机制提供了诊断信息，因此特异性蛋白是肿瘤诊断和药物设计的重要生物标志物。小细胞外囊泡（sEV）是由细胞释放的纳米尺度（直径30–200 nm）的膜囊泡。来自源细胞的蛋白质、核酸和脂质等与肿瘤产生发展相关的生物载物可以选择性地包装到sEV中，并通过膜融合和内吞作用等生理途径传递到受体细胞，影响受体细胞的生理功能，进而促进肿瘤的发生和发展。图 1 细胞外分泌囊泡的提取和纯化由于肿瘤来源sEV中的蛋白质异质性与肿瘤的恶性程度相关，并反映了肿瘤进展和转移的能力，因此对sEV蛋白组分的研究，有助于阐明sEV在肿瘤转移和侵袭中的作用，并促进体液活检的发展和癌症标志物的开发。传统蛋白质组学仅限于获得肿瘤细胞衍生的sEV族群的蛋白质表达信息，其在用于研究单个sEV蛋白组分时缺乏分辨率和灵敏度，特别是对蛋白质结构信息的获取。因此单个sEV的分子分析和异质性评估在技术上仍具有挑战性。光学表征提供了无损、快速、非侵入性的便捷探测手段研究蛋白质的组分和结构信息，然而由于远场光谱学的微米级光斑与百纳米级sEV直径之间的尺寸差异，使得远场光谱技术仅限于开展对sEV族群的大样本分析，其检测灵敏度和特异性受到sEV的异质性和sEV纯化挑战的影响。针对单个sEV蛋白组分分析的瓶颈，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心L04组陈佳宁研究员，SM4组叶方富研究员与国家纳米科学中心朱凌研究员、杨延莲研究员、王琛研究员和中国科学技术大学附属第一医院马小鹏副主任医师合作。利用自搭建纳米红外光谱系统（nano-FTIR）的10 nm尺度红外光场局域增强，在蛋白质酰胺I带（1600–1700 cm-1）和酰胺II带（1510–1580 cm-1）的指纹光谱频段内，通过对直径160–200 nm，高度为50–60 nm的单个sEV开展原位红外指纹光谱研究。图 2 单个细胞外分泌囊泡的近场红外成像和原位红外吸收光谱结合酰胺I带吸收频率对蛋白质骨架结构的高度敏感性，通过对健康和不同恶性程度细胞来源的单个sEV的红外光谱进行统计分析发现由于蛋白质中的C-O键和氨基酸C-OH基团中的氢键随着癌症的发展遭到破化，酰胺I/II吸收比值随着sEV来源细胞系的恶性程度增加而增加；高恶性癌症细胞来源sEV中蛋白质二级结构α-螺旋+随机卷曲的含量发生显著下降，反平行β-折叠+β-转角显著增加，这种蛋白质二级结构的改变一方面与癌细胞来源sEV在癌症发展演化起到的生理功能有关，另一方面在癌变细胞中富含β-折叠+β-转角的蛋白质的生物合成消耗更多的能量，癌症中线粒体异常的有氧糖酵解表现出异常能量代谢（即Warburg效应）在癌症的发生和发展中起着至关重要的作用，而癌变细胞来源sEV中β-折叠+β-转角含量增加带来的更多能量消耗是Warburg效应的一种表现。图 3 单个细胞外分泌囊泡的蛋白指纹光谱作为癌症恶性程度的指标作为临床应用的探索，进一步分析了从两名乳腺癌患者的原发肿瘤组织中提取的sEV（I期，无转移；IIB期，有淋巴结转移）。相较于无转移患者来源的sEV，淋巴结转移患者的α-螺旋+随机卷曲比例显著降低，分子间反平行β-折叠+β-转角比例显著提高，病人组织来源sEV蛋白质二级结构占比的变化与细胞来源的sEV中的结论一致。研究结果显示了nano-FTIR在单个sEV分子鉴定的优势，证明了sEV蛋白异质性在癌症检测和肿瘤恶性评估中的意义和临床价值，为基于sEV的nano-FTIR分子指纹谱识别的癌症诊断提供了体液活检解决方案。图 4组织来源细胞外分泌囊泡的蛋白指纹光谱区分无转移和淋巴结转移的乳腺癌患者国科温州研究院博士后薛孟飞（中国科学院物理研究所毕业）和清华大学博士叶思源（国家纳米科学中心联合培养）为共同一作。陈佳宁研究员和国家纳米科学中心的朱凌研究员、杨延莲研究员为共同通讯作者。相关工作近期以“Single-vesicle Infrared Nanoscopy for Noninvasive Tumor Malignancy Diagnosis”发表在《JACS》杂志上，上述研究工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国博士后科学基金和中国科学院青年创新促进会的支持

在切除恶性脑肿瘤时，医生既不想留下任何癌细胞，又要保护健康脑组织，将对神经的伤害尽可能降到最低。然而一旦打开了病人颅骨，就没时间在笨重的显微镜下对组织样本进行病理分析。据美国华盛顿大学最新消息，该校工程师与斯坦福大学纪念斯隆凯特琳癌症中心、巴罗神经学研究所合作，开发出一种手持式微型显微镜，让医生在手术时也能看到细胞水平，帮他们决定该在哪里果断下刀，在哪里刀下留情。 新的手持显微镜比钢笔略大一点，用了一种叫做“双轴共焦显微技术”的新方法，能更清晰地“看透”不透明组织，捕获组织表层以下半毫米的细节。研究人员之一、华盛顿大学机械工程副教授乔纳森刘说：“要看到组织表面以下，就像开着灯在浓雾中驾驶，无法看得太远。但我们用的（显微镜）就像雾光灯，从不同的角度照亮并减少炫光，能在浓雾中看得更远。” 要让显微镜更小，通常要牺牲图像质量或分辨率、视域、深度、对比度、处理速度等性能。研究人员结合了快速高质量图像的处理传输技术，实现了各种图像指标的平衡。他们发表在《生物医学光学快报》上的论文称，微型显微镜的分辨率足以看到亚细胞水平，其拍摄的小鼠组织图像能和在临床病理实验室经过多天处理后的图像媲美。 乔纳森刘表示，手术中要知道切除的究竟是不是肿瘤，外科医生只能用眼睛看，凭借触觉和术前脑成像，有时会相当主观。如果能在手术过程中放大组织，看到细胞水平，有助于他们精确区分肿瘤和正常组织，会让手术效果更好。 研究人员希望将微型显微镜作为一种临床癌症筛查工具，他们将在2017年对其进行测试，然后在2到4年里将其用于手术或其他临床程序。 上图为了造出手持双轴共焦显微镜，研究人员将原来的桌面显微镜原型缩小成约钢笔大小。

p 　　由塔夫茨大学科学家研发的一种新型无创检测技术，仅需患者的尿液样本，就能比当前应用的侵入性临床筛查技术更加简单和精确的预测膀胱癌的发生。经验证，这项基于原子力显微镜(AFM)的液体活检技术，在膀胱癌的检测上特异性达到了82%-98%!灵敏度更是超过了90%! /p p 　　这项研究最新发表在国际顶级期刊《PNAS》上。值得注意的是，这也是原子力显微镜首次成功的应用于临床诊断。研究人员通过原子力显微镜，对癌症患者尿液中的细胞进行纳米级别的观察，发现癌症患者尿液中的细胞具有独特的特征。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/d31aaeef-4e3e-4385-bc7b-b42f3ebea2fc.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 显微镜探针对细胞表面进行“描绘” /span br/ /p p 　　研究人员强调，这项无创技术不仅可用于膀胱癌的检测，对于上尿路、尿道、胃肠道、结直肠、宫颈以及呼吸系统癌症的检测同样潜力无穷。不仅如此，这项技术还可用于监测细胞对各种药物治疗的反应。因此，这项新型检测方法可能为诊断成像的发展指明了全新的方向! /p p 　　膀胱癌是最常见的恶性肿瘤之一，在我国发病率居所有泌尿系统肿瘤首位。据2015年中国癌症年报统计，我国约有8.05万新患者，约有3.29万人死于膀胱癌。膀胱癌由于具有易复发、治疗周期长、单次治疗费用较高等特点，其治疗费用居于实体肿瘤首位。 /p p 　　膀胱癌患者术后即使进行辅助治疗，术后1年复发率仍可达15%-61%，术后5年复发率可达50%-70%。因此，早期诊断和发现肿瘤对于膀胱癌的治疗和降低术后复发率十分重要。对于早期检测发现膀胱癌的患者，5年生存率甚至可达到95%! /p p 　　目前，尿脱落细胞学检查和膀胱镜检查是临床上诊断膀胱癌最可靠的方法。传统的尿脱落细胞学检查虽为无创检查，但敏感性低，易受到结石、炎症等因素的影响而出现假阳性结果。 /p p 　　而膀胱镜检为有创检查，且对于肉眼见不到的微小肿瘤容易造成漏诊。对于已经接受治疗并处于缓解期的患者而言，需要每3-6个月进行一次侵入性的膀胱镜检查，不仅费用昂贵且会带来巨大不适。因此，寻找敏感性高、特异性强、无创、无痛苦、相对经济、能长期随访的膀胱癌早期诊断方法成为研究的热点。 /p p 　　而当前这项研究所研发出的无创诊断技术比侵入性的膀胱镜检查要更加精确，不仅能够显著的降低患者的治疗成本，还能极大的减少患者的不便。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/1b2a3871-f6e6-4427-9b8a-6612004f9ffd.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 检测流程示意图 /span /p p 　　而实现这一切所需要的仅仅只有尿液样本!通过最新的液体活检技术，研究人员不仅能更加轻松的筛查有家族病史的健康个体，而且还能潜在的检测出癌症发展的阶段。不仅如此，利用这项技术能够更加有效的监控患者治疗后的进展。 /p p 　　这项技术就是基于原子力显微镜的影像学诊断技术!原子力显微镜通过微悬梁臂上的探针对细胞的表面进行“描绘”，探针在经过凹凸不平的细胞表面时会发生不同程度的微小偏移，记录下这种偏移后，研究人员就能够描绘出细胞表面的纳米级特征图谱。此外，探针的“摆动”还能够检测出样本的一些物理学特征，比如细胞的粘附力等等。 /p p 　　近年来原子力显微镜已成为微小生物结构不可缺乏的探测工具。主要原因是因为电子显微镜必须在真空环境下操作，而生物体离不开体液也不能在真空中存活。所以，对于生物体的纳米级观测，原子力显微镜成为唯一工具。原子力显微镜不仅可针对生物样品表面撷取影像，也可以探测生物体内的纳米级力学性质(比如实验探测DNA的拉伸强度值)。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/6e56182b-f74c-4f05-8217-eda02aa5e60c.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p 　　　　原子力显微镜的基本架构图，主体结构为一个微悬臂梁，悬臂梁的自由端设有一探针。探针尖端的曲率半径约数个纳米，它与试体间存在分子间作用力。以低功率激光照射在探针背面，其反射讯号投影在光感测器，藉由光感测器上光点的位置探知微悬臂梁的振动情况。 /p p 　　研究人员发现，从癌症患者尿液中提取出的膀胱细胞具有独特的表面特征，利用原子力显微镜可以将其与健康个体的膀胱细胞区分开来，因此这种方法具有极大的潜力用作诊断工具。不仅如此，该诊断方法与机器学习相结合后，能够更精确的识别细胞表面特征，例如粘附性、粗糙度、方向性以及分形特性等，从健康细胞中将癌变细胞区分出来。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/8bfdd1e4-d638-4c0d-8c2c-3ca67ffc1425.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 300" height=" 200" border=" 0" vspace=" 0" style=" width: 300px height: 200px " / /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(127, 127, 127) " 癌细胞与正常细胞在显微镜观察下具有不同的特征(左列为正常细胞，右列为癌细胞观察结果) /span /p p 　　通过研究人员的验证，这项液体活检技术的灵敏度超过了90%!而当前其他可用的非侵入性尿液检测(如生物标志物NMP22生化评估、荧光原位杂交分析、免疫细胞化学技术分析)的灵敏度为20%-80%。除此以外，在膀胱癌的检测上这项技术的特异性更是达到了82%-98%! /p p 　　原子力显微镜的发展至今已近三十年，这是其首次显示出巨大的临床诊断前景，且精确性超过了当前的膀胱癌诊断临床标准。在正式进入临床实践之前，这项技术还需在更大范围的患者人群中进行验证。研究人员表示，希望这项技术未来能用于其他类型肿瘤，如胃肠道癌症、结直肠癌以及宫颈癌等的检测中。 /p

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

p 　　中国科学家23日报告发现一种小分子化合物，能帮助抗癌病毒更有效地杀死肝癌细胞，其效果就好像给制导导弹绑上了“烈性炸药包”。这为治疗全球第二号癌症杀手——肝癌带来了新希望。 br/ /p p 　　专杀癌细胞而对正常细胞无害的病毒被称为溶瘤病毒。世界上最早的溶瘤病毒报告出现在上世纪50年代，当时发现一名子宫颈癌患者在感染狂犬病病毒后，肿瘤随之消退。2005年，中国批准将溶瘤病毒H101用于治疗难治性晚期鼻咽癌，这是世界上第一个由官方批准的溶瘤病毒药物。 /p p 　　中山大学颜光美教授团队当天在美国《科学转化医学》杂志上(论文链接)报告了在溶瘤病毒M1研究上取得的重要突破。M1病毒是1964年在海南蚊虫上首先发现的，它对人不致病，只在马和猪之间传播。2004年，研究人员在一次实验中偶然发现，M1病毒可将大鼠身上的胶质瘤溶解掉。 /p p 　　为提升M1病毒的抗肿瘤效果，颜光美团队在筛选了数百种临床抗肿瘤小分子化学药物后，发现一类靶向内质网相关降解通路(ERAD)的小分子化合物能将M1病毒的抗肿瘤活性增强3600倍，而且对正常细胞没有毒性。颜光美团队将这种增效方式称为“精准增效”。 /p p 　　研究人员联合应用低剂量的M1病毒和这种增效剂，发现能将患人类肝癌的小鼠生存期延长一倍以上。在接近人类的食蟹猴上，M1和增效剂的联合应用也表现安全。 /p p 　　颜光美对新华社记者解释说：“我们可以形象地将溶瘤病毒M1比喻为自动锁定肿瘤细胞的制导导弹，而ERAD抑制剂的加入如同在导弹上绑定了自带筛选功能的烈性炸药包，强强联手，效果不言自明。” /p p 　　至于这种增效剂是否合适配合M1病毒应用于病人，可通过检测ERAD通路中一个名为VCP的蛋白质来预测。具体来说，如果病人手术切除肿瘤组织上的VCP蛋白质高表达，则说明该病人适合此联合治疗方案，如若低表达则表示该病人不宜接受联合方案。在肝癌病人中，肿瘤组织VCP蛋白高表达较为常见。 /p p 　　颜光美说：“这些结果提示，将该方案应用于治疗在我国高发病率、高死亡率且缺乏有效药物的肝癌具有巨大潜力，给难治的肝癌带来了新的希望。” /p p 　　颜光美团队关于溶瘤病毒M1的临床转化研究获得中国国家“十三五”重大新药创制科技重大专项资金的支持。现阶段，他们仍在进行新药申报前的临床前研究，并计划2018年申请临床试验批件。 /p p br/ /p

肿瘤异质性对癌症预后和治疗反应有显著影响。传统的基因组和转录组分析被广泛用于研究不同的癌症类型，在预测预后和对不同治疗的反应以及为癌症治疗提供靶点方面具有潜在作用。不同癌症类型的单细胞分析表明，肿瘤免疫微环境的详细信息在多种癌症类型之间共享。目前，自从发现检查点抑制剂以来，免疫治疗彻底改变了癌症治疗并引起了越来越多的关注。肿瘤免疫微环境由非细胞成分(血管、细胞外基质、信号分子等)和细胞成分(T细胞、髓细胞、成纤维细胞等)组成。尽管传统的基因组和转录组学分析，也强调免疫相关途径和计算方法，并已应用于预测免疫细胞成分，但技术限制阻碍了时间的精确表征。传统的批量基因组和转录组分析获得的信号均来自不同细胞，掩盖了特定细胞类型和状态的识别。原位杂交和免疫组织化学已被用于探索单个细胞的基因组、转录组和蛋白质组学特征，但其产量相对较低。流式细胞术能够分析数千或数百万个单细胞蛋白质组学图谱；然而，这些方法需要事先选择感兴趣的抗体。随着细胞分离和测序技术的突破，单细胞转录组测序已经能够在单次运行中在单细胞水平上对许多细胞进行无偏好的全基因组分析。单细胞转录组测序已被用于分析单个细胞的转录组学，用于解析细胞间的异质性。肿瘤免疫微环境在诊断、治疗和预测不同类型癌症的预后方面显示出了潜力。与传统方法相比，scRNA-seq可用于识别新的细胞类型和相应的细胞状态，加深了我们对肿瘤免疫微环境的理解。1.介绍了scRNA-seq的原理，并比较了不同的测序方法。2.根据肿瘤免疫微环境中新的细胞类型、持续的过渡状态以及肿瘤免疫微环境成分之间的相互通讯网络找到了癌症的预后预测和治疗的潜在靶点。3.总结出在肿瘤免疫微环境中应用scRNA-seq后发现的由癌症相关成纤维细胞、T细胞、肿瘤相关巨噬细胞和树突状细胞组成的新型细胞簇。4.提出了肿瘤相关巨噬细胞和耗尽的T细胞的发生机制，以及中断这一过程的可能靶点。5.对肿瘤免疫微环境中细胞相互作用的干预治疗进行了总结。几十年来，肿瘤免疫微环境中的细胞成分定量分析已被应用于临床实践，预测患者生存率和治疗反应，并有望在癌症的精确治疗中发挥重要作用。总结目前的研究结果，我们认为单细胞技术的进步和单细胞分析的广泛应用可以导致发现癌症治疗的新观点，并应用于临床。最后，作者提出了肿瘤免疫微环境研究领域的一些未来方向，并认为通过scRNA-seq对这些方向进行辅助。相关会议预告：8.30召开，点击报名scRNA-seq在刻画肿瘤免疫微环境中的应用scRNA-seq技术进展scRNA-seq程序主要包括单细胞的分离和提取、cDNA合成、核酸扩增、测序和数据分析。与传统的批量测序相比，scRNA-seq单个细胞中的RNA量相对较少。因此，需要更有效的扩增方法。研究人员已经成功建立了稳定的单细胞文库构建过程，以产生足够的cDNA用于测序。单细胞分离和捕获是scRNA-seq在不同方法中的基本程序。目前单细胞分离和捕获的常用方法。这些程序分为四大类：激光捕获微切割、油滴包裹技术、流式细胞荧光分选技术和微流控微孔技术。scRNA-seq技术的未来发展可能会降低成本并增加细胞产量，使scRNA-seq成为研究单个细胞转录组的标准工具。肿瘤免疫微环境的细胞成分肿瘤免疫微环境的细胞成分包括淋巴细胞(T和NK细胞)、髓细胞(巨噬细胞和树突状细胞)、成纤维细胞和其他免疫细胞。成纤维细胞传统上被归类为基质细胞，因为它们在构建细胞外基质中发挥着重要作用。在这里，作者将肿瘤免疫微环境的癌相关成纤维细胞包括在内，因为它们分泌丰富的促炎和抗炎因子来重塑免疫微环境。细胞毒性CD8+T细胞识别肿瘤细胞上的特异性抗原并随后消除它们，是免疫微环境最常见和最有效的免疫细胞。CD8+T细胞的细胞毒性功能依赖于CD4+T Th1细胞。其他CD4+T细胞，包括Th2细胞和Th17细胞，也促进肿瘤微环境中的免疫反应。调节性T细胞抑制肿瘤免疫微环境并加剧肿瘤进展。自然杀伤T细胞和自然杀伤细胞也参与其中。它们的受体识别肿瘤细胞，从而激活其他免疫细胞。作为先天免疫的重要组成部分，骨髓细胞，包括肿瘤相关巨噬细胞和树突状细胞，在肿瘤免疫微环境中发挥着重要作用。巨噬细胞通常分为促炎M1和抗炎M2表型。肿瘤相关巨噬细胞主要由M2巨噬细胞组成，通过产生生长因子和细胞因子促进肿瘤生长、肿瘤存活和血管生成。DC对于T细胞的抗原呈递至关重要，连接先天免疫和适应性免疫。癌症相关成纤维细胞在肿瘤免疫微环境中维持增殖和分泌调节因子，可分为炎症性CAF和肌纤维母细胞CAF。炎症性CAF具有较高的细胞因子和趋化因子分泌，而肌纤维母细胞CAF高度表达收缩蛋白，成纤维细胞对免疫微环境起相互抑制作用。研究表明，成纤维细胞募集M2巨噬细胞和调节性T细胞，抑制肿瘤微环境中的免疫反应。肿瘤相关成纤维细胞也被发现在某些情况下会支持抗肿瘤免疫。除了分泌抗体，B细胞还通过产生与T细胞相互作用的细胞因子参与细胞免疫。研究表明，B细胞抑制细胞毒性T细胞并诱导CD4+T细胞分化为调节性T细胞。B细胞也是最近引入的三级淋巴结构的重要组成部分，富含B细胞的三级淋巴结构与各种肿瘤的生存和免疫治疗反应有关。先前的研究强调了细胞成分在时间中的重要作用。然而，免疫细胞的鉴定常基于有限的细胞标记，并借助免疫组织化学。个体免疫细胞的转录组图谱是探索不同免疫细胞及其相应功能所必需的。为了理解细胞进化过程及其决定因素，有必要应用scRNA-seq观察每个细胞的转录动态。利用scRNA-seq探索免疫微环境的新发现聚类和注释对于解释scRNA-seq数据探索至关重要。根据细胞相似性对数据进行划分，挑战在于在不提供先验知识的情况下估计固有的簇数或密度。可能的解决方案是采用分层聚类方法来揭示细胞的分层结构，这也与细胞本体相一致。给定聚类方法产生的数据划分结果，需要细胞类型注释来提供生物学意义。注释的主要挑战是确定每个聚类中存在多少细胞类型，以及是否存在当前未发现的细胞类型。在实践中，研究人员通常首先识别每个聚类的标记基因，然后根据专业知识和文献对其进行注释。scRNA-seq使研究人员能够以更高的分辨率将免疫细胞分类为具有不同功能的亚群，描述了免疫细胞的常规亚型。利用scRNA-seq发现的淋巴细胞(T和NK细胞)、髓细胞(巨噬细胞和树突状细胞)和成纤维细胞的组成(图2)。人和小鼠样本的scRNA-seq表明，成纤维细胞可分为抗原呈递CAFs、癌症相关成纤维细胞或肌成纤维细胞。抗原提呈CAFs独特地表达主要组织相容性复合体(MHC)II类基因，包括激活CD4+T细胞的CD74。在结直肠癌中也观察到类似的抗原提呈CAFs亚群。乳腺癌症基因工程小鼠模型中成纤维细胞的scRNA-seq进一步鉴定了血管CAF、基质CAF、发育CAF和循环CAF。血管CAF、基质CAF和发育CAF似乎起源于固有成纤维细胞和恶性细胞发生上皮-间充质转化时的血管周围位置。循环CAF是血管CAF群体中增殖的部分。在其他小鼠模型中也发现了血管CAF和基质CAF，它们在患者乳腺肿瘤样本中是保守的，并且发现它们会增加乳腺癌症细胞的转移。提高CAF的分辨率为开发精确靶向CAF的药物提供了生物标志物。另一项关于乳腺癌症的scRNA-seq研究将调节性T细胞分为五类：共表达细胞毒性T淋巴细胞相关抗原-4的调节性T细胞、具有Ig和ITIM结构域的T细胞免疫受体，以及相互或仅表达相同基因的GITR和其他调节性T细胞，它们具有不同的功能。不同预后的患者具有不同比例的调节性T细胞簇，为个性化治疗提供了靶点。免疫微环境对T细胞和髓细胞进行了更详细的泛癌研究，发现存在颗粒酶K+T细胞、干扰素刺激基因+T细胞、杀伤细胞免疫球蛋白样受体在记忆性T细胞和NK细胞上表达、转录因子7+CD8+T细胞，ficolin 1+常规DC2、分泌性磷酸蛋白1+TAM，以及肿瘤微环境中的叶酸受体β+TAMs。基于scRNA-seq数据，免疫微环境还发现了新的免疫细胞亚群。葡萄膜黑色素瘤的scRNA-seq鉴定了以前未识别的细胞类型，包括主要表达检查点标记LAG3而不是程序性死亡-1或CTLA-4的CD8+T细胞。同时，在肝细胞癌中发现浸润耗尽的CD8+T细胞和具有高表达layilin的记忆T细胞的克隆富集，这些研究为癌症免疫治疗提供了新的靶点。因为CD8+T细胞是参与消除恶性细胞的主要成分。大肠癌CXC基序趋化因子的scRNA-seq鉴定配体BHLHE40+Th1样细胞与干扰素-γ调节转录因子BHLHE40。在不稳定肿瘤中，这些细胞对免疫检查点阻断有良好的反应，可能会提高免疫疗法的疗效。树突状细胞对于呈递抗原以激活肿瘤免疫微环境中的T细胞是必不可少的。胃癌的scRNA-seq揭示了一个新的树突状细胞簇，表达吲哚胺2,3-双加氧酶1和趋化因子C–C基序趋化因子配体(CCL)22、CCL17、CCL19和白细胞介素-32，它们参与T细胞的募集。胰腺导管腺癌的scRNA-seq还鉴定了除了常规细胞标记物之外还高表达吲哚胺2,3-双加氧酶1的树突状细胞簇。吲哚胺2,3-双加氧酶1对于催化色氨酸消耗和犬尿氨酸产生、抑制T细胞增殖和细胞毒性至关重要，这揭示了树突状细胞和T细胞之间的密切相互作用。此外，通过scRNA-seq鉴定了溶酶体相关膜蛋白3+树突状细胞，并且似乎是经典树突状细胞族的成熟形式。溶酶体相关膜蛋白3+DC可以迁移到淋巴结，并高度表达与T细胞相互作用的配体。这些表达特异性标记物的新型树突状细胞簇的发现为癌症免疫治疗提供了一个新的视角。使用scRNA-seq在肺腺癌中发现了肿瘤相关巨噬细胞的新特征基因，包括髓系细胞触发受体2、CD81、具有胶原结构的巨噬细胞受体和载脂蛋白E。此外，乳腺癌症的scRNA-seq表明，除了M2型基因如CD163、跨膜4域A6A和转化生长因子β1外，血管生成因子纤溶酶原激活剂、尿激酶受体和IL-8也在肿瘤相关巨噬细胞中表达。肿瘤相关巨噬细胞中这些新的基因特征图谱与患者生存相关，并为癌症治疗提供了新的潜在靶点。肿瘤样本scRNA-seq显示，一个肿瘤相关巨噬细胞亚群呈现出SPP1、巨噬细胞清除剂受体MARCO和MHC II类基因的高表达。MARCO和SPP1是巨噬细胞激活中的抗炎和免疫抑制信号，而MHC II类基因与促炎功能有关。其他scRNA-seq研究表明，肿瘤相关巨噬细胞经常同时具有促炎和抗炎特征。这一现象表明，肿瘤微环境中的巨噬细胞活化与传统的M1/M2极化不一致。图2：利用scRNA-seq揭示免疫微环境中的新的免疫亚群单细胞数据揭示免疫细胞进化大多数免疫细胞都处于细胞发育过程中。大量的免疫细胞处于发育轨迹的瞬态状态，而不是分化良好的细胞的离散状态。借助scRNA-seq和深入分析，研究人员可以探索分化细胞的特征、特定细胞类型的转变及其可能的机制。最常用的计算方法是拟时序分析。轨迹描述了细胞的发育过程，其特征是基因表达的级联变化。分支点代表细胞分化的显著差异。各种机器学习计算方法已被用于构建轨迹，包括Monocle3、DTFLOW、DPT、SCORPIUS和TSCAN，这些方法已在单独的综述中进行了评估和比较。由于肿瘤相关巨噬细胞和T细胞代表了免疫微环境中最丰富的免疫细胞类型，这里主要关注这两种细胞类型。scRNA-seq显示，TAMs经常共表达M1基因，包括TNF-α和M2基因，如IL-10，并且肿瘤相关巨噬细胞的分化和状态与其抗肿瘤作用直接相关。拟时序轨迹分析证实，肿瘤相关巨噬细胞在M1和M2表型之间连续转换。转录因子IRF2、IRF7、IRF9、STAT2和IRF8似乎在决定TAMs分化中很重要，并可作为表观遗传学靶点诱导肿瘤相关巨噬细胞的M1极化，从而产生促炎和抗肿瘤的微环境。使用环境刺激和抗原T细胞受体(TCR)刺激测定T细胞表型。不同状态的细胞之间TCR库的重叠，即TCR共享，也可用于研究T细胞的进化。结合scRNA-seq和TCR追踪在结直肠癌中发现20个具有不同功能的T细胞亚群。在黑色素瘤肿瘤的耗竭T细胞中发现了28个基因的耗竭特征，包括TIGIT、TNFRSF9/4-1BB和CD27，并且在大多数肿瘤的高耗竭细胞中也被发现上调。另一项关于T细胞的研究进一步鉴定了CD8+T细胞中的其他耗竭标记物，如LAYN、普列可底物蛋白同源物样结构域家族A成员1和突触体相关蛋白47。拟时序轨迹分析表明，T细胞在时间上处于连续激活和终末分化(衰竭)状态(图3)。已经进行了额外的研究来研究耗尽的T细胞的进化和逆转T细胞耗尽的潜在靶点。scRNA-seq与TCR分析相结合表明，功能失调的衰竭T细胞和细胞毒性T细胞可能在时间上与发育有关。因此，研究集中在CD8+T细胞从效应细胞到衰竭T细胞的过渡过程。scRNA-seq鉴定出两个CD8+T细胞簇为非小细胞肺癌中预先耗尽的T细胞。在肺腺癌中，预先耗尽与耗尽的T细胞比率与更好的预后相关。因此，在耗尽前中断预先耗尽的T细胞可能对癌症免疫治疗至关重要。由于免疫细胞和恶性细胞之间的密切相互作用，恶性细胞的进化在免疫细胞进化中也起着至关重要的作用。拟时序轨迹分析表明，转移性肺腺癌的轨迹分支不同于向纤毛细胞和肺泡型细胞的正常分化。受恶性细胞进化的影响，正常的骨髓细胞群体被单核细胞衍生的巨噬细胞和新型树突状细胞取代。T细胞也被发现会衰竭，从而构建免疫抑制的肿瘤微环境。同样，另一项研究表明甲状腺癌症细胞来源于乳头状甲状腺癌症细胞亚簇，其中构建了不同的肿瘤免疫微环境，导致预后显著恶化。图3：肿瘤相关T细胞和巨噬细胞的进化过程免疫微环境中不同细胞间的通讯网络免疫微环境上的细胞通讯与肿瘤进展有关。配体-受体相互作用是一种重要的细胞通讯类型，对于构建免疫微环境和识别潜在的治疗靶点至关重要。scRNA-seq是在细胞基础上进行的，这使得研究未发现的细胞相互作用变得可行。已经开发了许多基于scRNA-seq数据研究配体-受体相互作用的分析工具，包括iTALK、CellTalker和CellPhoneDB。这些工具利用了已知配体-受体对相互作用的数据库。其中，CellTalker利用差异表达的基因，而CellPhoneDB包括配体和受体的亚基结构。其他工具，如NicheNet，也考虑了受体细胞下游通路的变化。在肿瘤进展过程中，恶性细胞导致免疫细胞的募集和功能障碍，从而相互影响肿瘤的发生和恶性细胞的进化，形成恶性循环(图4)。发现TAMs通过表皮生长因子受体-双调节蛋白配体受体对与恶性细胞相互作用。在基底样乳腺癌细胞系中AREG的调节导致抗炎TAMs的招募。同时，基于scRNA-seq，发现了一种EGFR相关的反馈回路可促进胰腺腺鳞癌的进展。来源于TAMs的抑瘤素M也与其在恶性细胞上的受体相互作用，以激活信号转导子和转录激活子3。研究人员通过整合素受体与胶原蛋白、纤维连接蛋白、血小板反应蛋白1配体和富含亮氨酸重复序列的G蛋白偶联受体4-R-反应蛋白3的相互作用，发现CAF与胃癌细胞之间的通信，这些配体调节干细胞。此外，胰腺导管腺癌的scRNA-seq揭示了TIGIT与T细胞和NK细胞中的甲型肝炎病毒细胞受体2之间的相互作用，以及它们在恶性细胞中的相应配体PVR和LGALS9，导致免疫细胞功能障碍和胰腺癌症进展。因此，基于单细胞数据探索免疫细胞和恶性细胞之间的细胞相互作用提供了可能治疗靶点，以打破肿瘤进展的恶性循环。除了恶性细胞外，scRNA-seq和随后的分析还预测了免疫细胞之间在时间上的相互作用，这表现出相反的功能(图3)。例如，研究发现TAM降低了CXCL12-C-X-C基序趋化因子受体3和CXCL12-CXCR4的相互作用，增强了鼻咽癌细胞毒性T细胞和Tregs之间的CD86-CTLA-4相互作用，导致肿瘤免疫微环境加重癌症进展。此外，CAFs通过分泌CXCL12募集Tregs，并通过periostin与M2巨噬细胞相关。图4：免疫微环境中的细胞通讯网络基于scRNA-seq的肿瘤免疫微环境的临床应用和潜在靶点几十年来，临床实践中一直采用时间的量化来预测患者的生存率和对治疗的反应。利用免疫组化分析的免疫评分，量化肿瘤中的原位免疫细胞浸润。与传统的免疫评分相比，scRNA-seq在免疫微环境上提供了前所未有的渗透免疫细胞分辨率。已经鉴定出与预后相关的新的免疫细胞簇。例如，在早期复发的肝细胞癌中发现了一种独特的低细胞毒性先天性样CD8+T细胞表型。这些T细胞过表达KLRB1，同时下调共刺激和耗竭相关分子，包括肿瘤坏死因子受体超家族、成员9、CD28、诱导型T细胞共刺激因子、TIGIT、CTLA-4和HAVCR2。这种T细胞簇的浸润与癌症的不良预后相关。此外，基于scRNA-seq的细胞相互作用也被计算在预测模型中。基于细胞间通讯相关基因构建了机器学习模型，以预测肺腺癌的复发。将八个细胞间通讯相关基因和患者的临床信息相结合，获得了0.841的受试者-操作者特征曲线下面积。除了预后预测外，肿瘤免疫微环境中独特的细胞相互作用也与免疫疗法的反应有关。scRNA-seq分析发现，抗PD-1治疗的应答者和非应答者之间存在不同的细胞-细胞通信网络，有可能预测患者对抗PD-1疗法的反应。因此，在scRNA-seq的帮助下，可以更准确地预测患者的预后和对免疫疗法的反应。利用scRNA-seq在精准医学中具有启发性，例如帮助靶向治疗克服耐药性。例如，医生在使用替比法尼治疗的非CR肌肉浸润性膀胱癌症患者治疗前后应用患者衍生异种移植物的scRNA-seq。在治疗后的PDX中发现PD-L1的上调，并降低了免疫细胞的抗肿瘤作用。因此，选择了用PD-L1抑制剂进行额外治疗。随后，患者获得了良好的反应。此外，在单药耐药性肿瘤中，通过scRNA-seq鉴定了新的免疫亚型。用抗集落刺激因子1受体阻断TAMs不能减少胆管癌的肿瘤进展。scRNAs-eq鉴定了表达APOE的粒细胞髓系衍生抑制细胞的补偿富集，其介导T细胞抑制。TAMs和粒细胞性骨髓源性抑制细胞的双重抑制与抗CSF1R和抗淋巴细胞抗原6复合物、基因座G治疗联合增强了小鼠的免疫检查点阻断效果小鼠模型，这在临床实践中很有前景。除了治疗耐药肿瘤外，scRNA-seq在免疫微环境上的应用也突出了需要进一步研究的潜在新靶点。T细胞是免疫微环境中去除恶性细胞最重要的免疫细胞。然而，在不同的肿瘤中，耗尽的CD8+T细胞会导致不利的预后。除了众所周知的免疫抑制检查点外，scRNA-seq还鉴定了高表达内皮前体蛋白、酪氨酸酶相关蛋白1和内皮素受体B型的耗尽CD8+T细胞，这些细胞可以作为新的潜在靶点。髓细胞是免疫微环境招募免疫细胞所必需的。通过scRNA-seq鉴定TREM2/APOE/补体组分1，q亚组分阳性巨噬细胞浸润为透明细胞肾癌复发的预后生物标志物。另一项研究证实，小鼠中靶向TREM2的抗体与缺乏MRC1+和CX3CR1+巨噬细胞以及表达免疫刺激分子的髓系簇的扩增有关，这促进了T细胞反应并导致更好的预后。细胞相互作用也可以用作治疗靶点。肝内胆管癌的scRNA-seq揭示了血管CAFs与肝内胆管细胞之间的串扰。血管CAFs分泌的IL-6诱导Cajal间质细胞细胞的表观遗传学改变，从而增强恶性肿瘤。因此，IL-6信号在Cajal间质细胞的中断变得非常有趣。表1总结了scRNA-seq显示的癌症治疗的潜在靶点。表1：scRNA-seq显示的癌症治疗的潜在靶点总结scRNA-seq可以绘制全面的肿瘤免疫微环境细胞图谱，为各种肿瘤的临床应用提供了新的视角。此外，免疫微环境的细胞成分和通讯为癌症治疗提供了潜在靶点，并有助于精确医学的发展。技术的进步和单细胞分析的广泛应用可以发现癌症治疗的新观点，助力临床研究。作为突破性的新技术，单细胞分析技术有望逐渐取代传统的整体样本二代测序。单细胞分析技术在临床和药物开发方面的应用前景更为广阔，可以代替或补充分子、细胞和组织病理检测的现有技术，也可以用于新兴的细胞治疗。

颜宁和邓东在实验室 　　很难想象眼前这群学生模样的人是传说中的&ldquo 科学家&rdquo 。 　　都是彩色T恤、卡其色中裤、架着眼镜的青涩面孔。团队里最&ldquo 老&rdquo 的博士后邓东33岁，站在清华大学生命科学院楼门口，带着耳机摇头晃脑地听着歌，以至于上门采访的中国青年报记者毫不犹豫地从他面前径直走了过去。 　　事实上，这个团队在世界顶级科学杂志《自然》上发表的最新成果，几乎是全国人民都知道的&ldquo 饿死癌细胞&rdquo 新闻。新浪微博的&ldquo 饿死癌细胞&rdquo 话题被网友浏览过435万次，连手机应用给用户推送的头条新闻也写着&ldquo 人类有望饿死癌细胞&rdquo 。 　　有人注意到，这项听起来非常高大上的新成果后面，是一帮年轻科学家。团队中多数成员，都是传说中的&ldquo 90后&rdquo 。 　　在愚人节得知论文被《自然》接受，邓东的第一反应是对方在开玩笑 　　6月7日，邓东沙哑着嗓子接受了中国青年报记者的专访。他解释说，前一天晚上，和同事们庆祝论文的发表，在KTV里&ldquo 唱嗨了&rdquo 。 　　他想重新解释一下自己的这项研究：&ldquo 要达到饿死癌细胞的程度，大概是几十年以后的事了。&rdquo 　　被大众认为&ldquo 饿死癌细胞&rdquo 的这项研究，实际是关于一个名为&ldquo GLUT1&rdquo 的葡萄糖转运蛋白。在我们的人体中，这个小家伙专门负责将能量的来源&mdash &mdash 葡萄糖&mdash &mdash 运送进一个个细胞里。 　　&ldquo 如果一个细胞是拳头那么大，葡萄糖分子顶多芝麻粒大小。&rdquo 邓东说。他懂得如何用简单易懂的语言描述自己的研究：&ldquo GLUT1就像是一道&lsquo 门&rsquo ，能量得从那门里进来。你想想我们周围的门有多少样子?木头的、玻璃的、朝里面开或者向外面开、还可能是旋转的自动门&hellip &hellip 我们现在就是摸清了这扇门的样子。&rdquo 　　这扇&ldquo 门&rdquo 是两束呈螺旋状的晶体，能牢牢扎在不溶于水的细胞膜上，让葡萄糖从螺旋之间&ldquo 溜&rdquo 进去。 　　但是，是不是真有这么一个&ldquo 塞子&rdquo ，能把癌细胞身上的这道门堵住呢? 　　邓东在今年4月1日收到了论文被《自然》杂志接受的消息，这位&ldquo 80后&rdquo 青年的第一反应是：不是骗我吧? 　　所以他绷住了，假装没看到来自导师的短信。最后他的导师、清华教授颜宁绷不住了，一个电话打过来：&ldquo 你怎么没反应呢?!&rdquo 　　颜宁今年37岁，被《人民日报》形容为&ldquo 我国生命科学领域杰出的青年科学家&rdquo 。她2007年从普林斯顿大学回到清华担任教授，是学生口中的&ldquo 大美女&rdquo 和&ldquo 偶像&rdquo 。她&ldquo 很爱跟人开玩笑&rdquo ，路过清华生命科学院三楼的走廊，清脆的笑声在一楼都听得见。 　　对她来说，在诸如《自然》或《科学》这样的期刊上发表论文并不稀奇，但这回邓东团队做出的成果分外不同&mdash &mdash 她终于可以在博客上写下一行句子：达到了我来清华时候的第一个目标，做出了想做的! 　　在颜宁刚回清华大学当老师的时候，有前辈对她描述过做科学家的三种境界：最下层的，是把科学家当做一种&ldquo 职业&rdquo ，将科研当成一种谋生手段 第二层的是&ldquo 兴趣&rdquo ，追求自己所喜欢的东西 最高的一层是&ldquo 永生&rdquo 。 　　前辈说到这一点的时候，颜宁的脑海中想起的是李白与杜甫，那些虽然去世、但姓名永远留在历史中的人物。 　　&ldquo 对颜老师来说，这是她从建立这个实验室起，最想做的课题&rdquo ，邓东解释说，&ldquo 就像我们的人生都是有一个追求目标的，而我们最想的是把某个世界级的课题做出来、解释一个什么样的科学问题。&rdquo 　　这项成果得到了美国科学院院士、转运蛋白研究专家罗纳德· 卡百克的盛赞：&ldquo 学术界对于GLUT1的结构研究已有半个世纪之久，而颜宁在世界上第一个获得了GLUT1的晶体结构，从某种程度上说，她跑赢了过去50年从事其结构研究的所有科学家。这也是至今获得的第一个人源转运蛋白的结构，并代表了一项重要的技术突破。&rdquo 　　和两位&ldquo 大侠&rdquo 一块儿&ldquo 跑赢过去50年所有结构研究科学家的&rdquo ，还有三位&ldquo 小弟&rdquo ：博士二年级的徐超、吴建平，以及生命学院的本科生孙鹏程。 　　GLUT1是特别不安分的对手，被颜宁形容为&ldquo 人来疯&rdquo 　　&ldquo 你未来有什么目标?&rdquo 中国青年报记者问本科即将毕业的孙鹏程。 　　&ldquo 继续做下去，做出更好的东西。&rdquo 他不假思索地说。 　　&ldquo 你的目标太近了&rdquo ，邓东迅速纠正了孙鹏程的想法，&ldquo 理想总是要远大一点的&mdash &mdash 我觉得你的目标应该是5年之内顺利毕业。&rdquo 　　科学家的生活，当然就是被&ldquo 看文献&rdquo 和&ldquo 做实验&rdquo 填满了。不过在颜宁实验室里的这群人，还喜欢看《中国好声音》、《爸爸去哪儿》以及《舌尖上的中国》。 　　&ldquo 什么红我们就看什么，然后在实验间隙大家都聊&rdquo ，邓东总结了一下《舌尖上的中国》其中一集的内容：安徽毛坦厂中学的学生们为了高考在拼搏，全国各地的家长们则在为了孩子们的高考而拼搏，所以这辈子就指着这一考试了。 　　邓博士一边说，一边龇牙咧嘴。他自个儿是研究生才考进清华的。 　　另一方面，徐超出自艺术之家，却打小就立志要当科学家&mdash &mdash 考大学的时候，只填了生物一个专业。对这个气质还像高中生的年轻人来说，进实验室是顺理成章的选择。 　　孙鹏程黑黑壮壮的，与白净的徐超坐一块儿，也看不出来谁年纪大。他形容自己学生物是&ldquo 掉坑里了&rdquo ：想想上高中那会儿，全社会都在使劲忽悠，&ldquo 21世纪是生物科学的世纪&rdquo ! 　　不管怎样，等这几个小弟被选进颜宁的实验室时，大师兄邓东还是用恶搞片《一个馒头引发的血案》里的名句来引诱他们：&ldquo 跟着东哥，有肉吃!&rdquo 　　他们要搞定的GLUT1，是一个特别不安分的游戏对手，被颜宁形容为&ldquo 人来疯&rdquo 。它的个头小到不可能透过显微镜来一探究竟，性格又活泼，不乐意聚拢了排成队让科学家参观。 　　邓东等人的主要任务，就是把这些个葡萄糖转运蛋白们捉起来，攒在一处，直到能够从上千万个一模一样的蛋白组成的晶体身上摸索出它们的模样。 　　孙鹏程和徐超负责&ldquo 捉&rdquo ，从两种表达体系里面纯化出大量实验需要的蛋白质 吴建平帮着他们收集数据，邓东则把他们的成果&ldquo 攒&rdquo 起来，和颜老师一起设计实验，令蛋白质结晶。 　　每周，他们与颜宁讨论课题的进程，得到指导与建议。 　　邓东给队友定下的日程被称为&ldquo 7· 11&rdquo ：大家要早晨7点到实验室，晚上11点离开。 　　这种规矩应用到一帮90后身上，就变成了&mdash &mdash 早上7点20，邓东醒过来，一拍脑袋往食堂赶，孙鹏程可怜巴巴地打来电话：&ldquo 东哥，我在实验室门口等着呢&rdquo 而徐超呢，4个小时前刚刚离开实验室，现在睡得正香。 　　时间一长，邓东发现也只能这样了：孙鹏程永远是最早到，最早走的，而中午才姗姗来迟的徐超也实验到半夜三点。他们的团队，就是大家都根据自己的作息来工作，人们穿着白大褂在实验室里来来往往，这里的灯，每天只有4个小时是暗着的。 　　做实验就像走在一团迷雾中，不知道下一步是深渊还是光明 　　&ldquo 我们用4年时间，看看这100条路里面哪一条路能走。&rdquo 一年前，决心死磕GLUT1的时候，邓东就这么跟团队说。 　　在可能的100条路里，几个年轻人得一条条地试过来。国外的研究人员钻研葡萄糖转运蛋白已有数十年，而在清华大学这间成立不到10年的实验室里，他们没有那么多经验。 　　他心里也飘过念头&mdash &mdash 最糟糕的话，也许几十年都做不出结果来：&ldquo 做实验最苦的地方，是你就好像走在一团迷雾中，不知道下一步是深渊，还是下一步就见到光明。如果陷入深渊，那就不能自拔了。&rdquo 　　这也是孙鹏程觉得最要命的地方。有那么大半年，他就在不断地迎接失败：&ldquo 这不对，那也不对，方法得不断改换。&rdquo 　　而这种很可能会&ldquo 不能自拔&rdquo 的研究工作并不会立即转化成可以实打实看见、应用的东西。 　　就譬如这回被媒体说成&ldquo 饿死癌细胞&rdquo 的研究，其实只是弄清了GLUT1这扇&ldquo 门&rdquo 的结构。这项研究成果也许可能是医学的福音：癌细胞消化葡萄糖所能产生的能量，不到普通细胞的15%，因此，癌细胞需要更多的葡萄糖转运细胞来帮它输入能量。在摸清了GLUT1晶体结构之后，根据其工作机理对癌细胞实施人工干预，也就成了未来可能发生的一种情况。 　　但是，就算这真的可行，到能够实施的那一步，也得是&ldquo 20年以后&rdquo 了。 　　&ldquo 目前这些都还在初级阶段。我们读过一些论文，了解可能有一些方式能作用于葡萄糖转移蛋白&rdquo ，邓东并不认为自己的这项研究重点是治病，&ldquo 对科学家来说，最重要的就是对未知世界的探索。&rdquo 　　为了让性格活泼的GLUT1能乖乖结晶，这些小伙子在低温的实验室里工作。翻阅大量文献后，他们找到了一个突变，让它以比平时慢了几千倍的速度持续工作。 　　今年1月，邓东发现了一颗颇为理想的结晶。因为从前有过把盐晶误认的糗事，他憋着没敢太激动，跟颜宁汇报的时候也只轻描淡写地提了一句。最后的确认要带到上海同步辐射光源去检验，等待结果的时候，邓大师兄这么安慰小弟：&ldquo 反正至少是个膜蛋白结构。&rdquo 　　上海真正传回信息的时候是1月17日晚上，所有成员都在实验室里，守着电脑。邓东看到电脑上模模糊糊地出现了一团深蓝色线条，他划拉了一下屏幕，见到了明显的一圈圈的螺旋形。那是典型的转运蛋白的结构。 　　实验室里所有人一阵欢呼，邓东一句话没说，跑出了实验室。 　　&ldquo 你可以想象那画面，深夜的教学楼，一个人蹬蹬蹬从走廊这头跑到那头，闯进颜老师办公室，瞪着她三秒钟，一个字都没说出来，就朝着她点了点头&rdquo ，邓东回忆道，&ldquo 然后两个人蹬蹬蹬从走廊那头跑回这头。&rdquo 　　&ldquo 那一刻我已经知道，这一定是一个里程碑式的研究结果。&rdquo 邓东说。 　　当今年的4月1日，《自然》杂志正式通知他们论文被接受的时候，邓东最激动的时候已经过去了。因为不想显得自己&ldquo 太hold不住&rdquo ，他连导师的短信都没回复。 　　直到颜宁给他打来电话催问。 　　&ldquo 我&hellip &hellip 我在给您回邮件。&rdquo 邓东磕磕巴巴地回复说。 　　谁也不知道，在接到短信后的几分钟里，邓东把自己关在屋里，&ldquo 小哭了一下&rdquo ，&ldquo 辛苦了那么久，总算没有白白浪费&rdquo 。

吸烟会引起的不良反应及原因 有些人吸烟会引起头晕，恶心，ELISA试剂盒面色发黄等症状，严重者甚至站立不稳等。原因大约有三点，尼古丁中毒，缺氧及过敏症状。尼古丁中毒主要由于吸烟过量导致，通常是老烟枪面对的问题，情况严重时会猝死或引发心脏病等；而对于吸烟新手来说由于吸烟导致吸入一氧化碳，从而引起大脑缺氧，应及时呼吸新鲜空气严重时吸氧；而有些人对于香烟中含有的尼古丁与烟焦油等成分有过敏反应，就算吸入量不是很大也会有很严重的反应，因个人体质而异，最好及时就医。 香烟点燃后产生对人体有害的物质大致分为六大类： （1）醛类、氮化物、烯烃类，这些物质对呼吸道有刺激作用。 （2）尼古丁类，可刺激交感神经，引起血管内膜损害。 （3）胺类、氰化物和重金属，这些均属毒性物质。 （4）苯丙芘、砷、镉、甲基肼、氨基酚、其他放射性物质。这些物质均有致癌作用。 （5）酚类化合物和甲醛等，这些物质具有加速癌变的作用。ELISA试剂盒 （6）一氧化碳能减低红血球将氧输送到全身去能力。致癌作用 吸烟致癌已经公认。流行病学调查表明，吸烟是肺癌的重要致病因素之一，特别是鳞状上皮细胞癌和小细胞未分化癌。吸烟者患肺癌的危险性是不吸烟者的13倍，如果每日吸烟在35支以上，则其危险性比不吸烟者高45倍。吸烟者肺癌死亡率比不吸烟者高10～13倍。肺癌死亡人数中约85％由吸烟造成。吸烟者如同时接触化学性致癌物质（如石棉、镍、铀和砷等）则发生肺癌的危险性将更高。烟叶烟雾中的多环芳香碳氢化合物，需经多环芳香碳氢化合物羟化酶代谢作用后才具有细胞毒和诱发突变作用，ELISA试剂盒在吸烟者体内该羟化酶浓度较不吸烟者为高。吸烟可降低自然杀伤细胞的活性，从而削弱机体对肿瘤细胞生长的监视、杀伤和清除功能，这就进一步解释了吸烟是多种癌症发生的高危因素。吸烟者喉癌发病率较不吸烟者高十几倍。膀胱癌发病率增加3倍，这可能与烟雾中的β-萘胺有关。此外，吸烟与唇癌、舌癌、口腔癌、食道癌、胃癌、结肠癌、胰腺癌、肾癌和子宫颈癌的发生都有一定关系。临床研究和动物实验表明，烟雾中的致癌物质还能通过胎盘影响胎儿，致使其子代的癌症发病率显著增高。

2018年4月21日上午，安徽省蚌埠市市委副书记、市长王诚一行10余人，在赛伯乐创始人陈斌的陪同下调研聚光科技（杭州）股份有限公司（以下简称“聚光科技”）。公司创始人王健亲自接待了王诚市长及市委领导一行，带领各位领导参观了聚光科技的文化长廊和展厅，详细介绍了公司的发展历程、业务运营情况。　　“新时代、新业态、新经济，浙江这几年主要是抓住信息经济的新动能，主打智慧经济、智慧产业，在科技创新、转型升级过程中展现出了自己的特色，值得我们深入思考和学习。”王诚市长一行深入考察了解聚光科技的发展和生产经营、创新研发情况，详细介绍蚌埠市经济社会发展的良好态势、突出的区位优势、厚重的历史积淀、明晰的产业体系、良好的营商环境，诚挚邀请聚光科技创始人王健多到蚌埠走一走、看一看，围绕蚌埠的主导产业，寻找投资兴业的发展机会。王诚市长一行调研聚光科技　　王总对蚌埠的历史文化、产业体系、发展态势留下了深刻印象，表示会进一步加大对蚌埠的考察交流力度，寻找投资合作的契合点，实现双方互利共赢。

三阴性乳腺癌 (TNBC) 是一种高度异质性的，复发率和远端转移率最高的乳腺癌亚型，目前很少有特异性疗法能够对 TNBC 患者实现持久性缓解。即使是免疫疗法，患者的缓解率也只有10-20%左右。尤其是对于中晚期三阴性乳腺癌患者的临床治疗方案仍然以化疗为主要手段。大约有15%的三阴性乳腺癌患者肿瘤存在成纤维细胞生长因子受体 (FGFR) 基因的拷贝扩增(amplification), 突变(mutation)，以及融合（fusion），这意味着FGF信号通路在肿瘤中的过度激活导致肿瘤生长，并且与肿瘤转移和生存率降低直接相关 。因此， FGFR也被认为是一个潜在的乳腺癌治疗靶点 。除乳腺癌外，FGFR基因异常广泛存在于多种实体瘤中，FGFR抑制剂也成为了近年来炙手可热的小分子药物之一，并且先后被FDA授予临床治疗胆管癌，膀胱癌以及胃癌。如果三阴性乳腺癌患者也能够受益于FGFR抑制剂，患者的生存率将会极大的改善。然而，乳腺癌患者对FGFR抑制剂治疗产生的耐药性是目前影响临床获批的最大阻碍 。因此，系统的研究FGFR抑制剂的耐药性机制，发现有效的联合用药靶点，并设计更为精准有效的组合疗法无疑将会为携带FGFR基因异常的肿瘤患者带来更多的希望。2021年11月4日，哈佛大学医学院，丹娜-法伯癌症研究所的李一豪和邱新涛博士（共同第一作者），以及刘小乐，Alex Toker 和Myles Brown 教授（通讯作者） 研究组在Nature Cell Biology上发表了文章FGFR-inhibitor-mediated dismissal of SWI/SNF complexes from YAP-dependent enhancers induces adaptive therapeutic resistance，发现了FGFR抑制剂治疗可导致SWI/SNF染色质重塑复合物从染色质上解离，这一过程促进了YAP/TEAD转录因子依赖型增强子的激活，并上调氨基酸诱导的 mTORC1信号途径从而对靶向治疗产生适应性耐药性。Infigratinib 是一种目前正在临床开发和应用于乳腺癌和其他实体瘤的FGFR抑制剂。为了系统的鉴定infigratinib的潜在联合用药靶点，作者选用了对于infigratinib 适中敏感的三阴性乳腺癌细胞系进行全基因组 CRISPR 基因敲除筛选，鉴定了调控细胞生长的关键因子mTOR 和 YAP的敲除可增加药物敏感性，而参与染色质重塑的SWI/SNF 复合物成员 ARID1A 与BRG1 的失活会导致细胞出现耐药性。与CRISPR 基因敲除筛选结果一致的是，长时间infigratinib处理会同样导致肿瘤细胞中mTORC1复合体的激活。有趣的是，YAP信号的靶基因以及多种氨基酸转运蛋白如SLC1A5，SLC7A5，SLC3A2等是在耐药过程中最显著上调的转录物和蛋白质。TNBC细胞内几种氨基酸，包括谷氨酰胺、精氨酸和亮氨酸，均在FGFR 抑制过程中大量积累。这些发现说明对 FGFR 抑制剂的适应性耐药性是由增加的氨基酸转运介导的，并导致 mTORC1 复合体的激活。这些结果表明，氨基酸转运蛋白在耐药过程中的高度表达很有可能与表观遗传变化有关。作者接下来发现FGFR抑制剂的长期处理导致了增强子在染色质开放区域高度激活，并且这些染色质区域含有大量的YAP/TEAD DNA 结合基序（motif）。几种氨基酸转运蛋白的增强子均在耐药过程中被激活并且可与YAP转录因子结合。而且，SWI/SNF 复合体及其核心蛋白BRG1的染色质结合谱也与YAP/TEAD 结合位点高度重合，但是对FGFR的抑制导致了BRG1从染色质上解离。与耐药过程相似的是，在TNBC细胞中敲除BRG1极大的促进了YAP依赖性增强子的激活以及YAP靶基因的转录。为了开发了精准性组合疗法用于潜在的临床转化，作者在FGFR基因异常的TNBC病人来源肿瘤异种模型（PDX）中测试了infigratinib与 mTOR抑制剂依维莫司或 YAP 抑制剂CA3联用的治疗效果。在大多数情况下，两种药物组合都可将肿瘤生长降低到基线以下，并显著抑制了肿瘤生长。鉴于infigratinib 和依维莫司在一些国家已经用于临床肿瘤治疗，靶向FGFR和mTORC1的联合用药方案可以快速的转化为临床试验，在其它FGFR异常表达的肿瘤中也具有潜在的临床应用前景。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41556-021-00781-z

肿瘤的发生是一个复杂的适应过程，涉及许多细胞功能的改变，包括细胞分化状态、端粒维持、细胞增殖控制、对营养状态改变的适应、血管生成能力的进化、细胞死亡的避免以及对蛋白质毒性和基因组胁迫的适应等等，这些改变被称为肿瘤的生长生存适应（Growth and survival adaptation，GSA）。在肿瘤发生过程中，肿瘤会通过破坏参与抗原处理和呈递的基因或上调抑制性免疫检查点基因来逃避免疫系统。目前已经通过多种方式鉴定发现了肿瘤中的驱动基因，但是这些肿瘤驱动基因是如何发挥作用的还不得而知。为了揭开这一问题的答案，美国霍华德休斯研究所Stephen J. Elledge研究组在Science发文，题为The adaptive immune system is a major driver of selection for tumor suppressor gene inactivation，揭开了肿瘤中肿瘤抑制因子的选择性失活所依赖的主要驱动因素是适应性免疫系统这一机制。肿瘤驱动基因的鉴定主要包括两种方式，其一是通过遗传和生化的方式分析病毒致癌基因或由病毒插入激活的基因【1,2】，其二是通过鉴定家族性癌症综合征以及其他零星发生的癌症鉴定反复出现的突变【3,4】，更为现代的技术对这些基因的分析会通过转座子、RNA干扰、CRISPR基因编辑技术、cDNA过表达以及高通量测序等检定这些基因潜在的肿瘤发生驱动能力。一直以来，肿瘤的生长生存适应基因的系统功能分析一直是癌症研究的焦点，但是目前的一些遗传筛选主要是在体外培养系统之中，这些二维的体外培养系统能够揭示与肿瘤细胞增殖和生存相关的一些基因，但是对于更为复杂的肿瘤微环境中不同细胞类型以及它们之间的相互作用是无法进行揭示的。除了与肿瘤生长和适应相关的基因促使肿瘤的发生和发展之外，肿瘤燎原之火想要进攻机体还需要克服另外一个障碍那就是免疫系统。肿瘤会想办法逃过免疫系统的威胁，造成免疫监视的适应（Immune surveillance adaptation，ISA）。为了对免疫调控基因进行检测，作者们构建了一个CRISPR文库，可以靶向7500个已知或者潜在的药物靶点基因。首先，作者们使用小鼠乳腺肿瘤模型进行文库转染，在选择细胞群体倍增后或者是皮下肿瘤移植到野生型或者是严重联合免疫缺陷型小鼠之中（图1）。通过该筛选，作者们筛到了一些生长调节相关的基因比如Pten，同时也鉴定发现了一些与抗原呈递以及免疫信号通路相关的因子比如B2m、Jak1等。除此之外，作者们还发现了一些熟悉的肿瘤抑制因子在适应性免疫系统存在的情况下出现富集，这引起了作者们的研究兴趣。图1 筛选免疫调控因子的工作流程图为了排除细胞种类特异性的效应，作者们又用相似的方式对结肠肿瘤细胞中进行了鉴定，随后作者们将目标集中在Gna13、Cul3以及Hdac2这三个因子之上，因为在CT26和4T1筛选中这些基因在野生型小鼠中观察到更强的表型以及它们在调节肿瘤细胞对适应性免疫系统的应答中可能存在一些未知的作用。进一步的，为了验证这些基因的作用，作者们对这些基因进行了敲除，这些基因敲除后对于肿瘤的体外增殖生长能力没有显著的影响，但是会在适应性免疫系统存在的情况下出现肿瘤的生长优势（图2），因此Gna13、Hdac2和Cul3会对适应性免疫系统存在的情况下特异性肿瘤抑制，该结果说明肿瘤细胞与免疫系统之间存在一定的相互作用。图2 Gna13基因敲除后只在适应性免疫系统存在的情况下出现肿瘤生长优势为了提高该结果对于药物靶点的指导性，作者们对一些人类肿瘤中已知突变的肿瘤抑制因子进行系统性CRISPR文库筛选。作者们对前500个预测的肿瘤抑制因子每个设计了10个sgRNAs，在三个不同的肿瘤细胞品系中进行转染，然后将肿瘤细胞移植到野生型或者适应免疫缺陷型小鼠中。当肿瘤长到目的大小时，作者们对其中的sgRNA丰度进行分析，筛选到的结果发现比如B2m或者Hdac2等肿瘤抑制因子会以一种适应性免疫系统特异性的方式促进肿瘤的生长。另外，作者们还鉴定发现了一个编码粘多糖降解相关的酶Gusb【5】，在转入Gusb的sgRNAs后只在野生型小鼠中出现阳性选择性生长，说明Gusb在调节肿瘤对适应性免疫系统中起着非常重要的作用。但是这肿瘤抑制因子是如何在适应性免疫系统特异性中的发挥作用的呢？GNA13的突变先前被报道发现发生在散发性癌症中，既可以作为癌基因又可以作为抑癌基因发挥功能，最常发生在淋巴瘤、子宫内膜肿瘤、膀胱肿瘤和肝癌中【6】。在适应性免疫系统存在的情况下，作者们发现GNA13可以作为肿瘤抑制因子发挥作用，但是具体的机制并不清楚。为此，作者们在结肠肿瘤细胞系中的构建了GNA13敲除品系，然后将这些细胞作为皮下肿瘤植入WT小鼠或在体外培养，并使用RNA-seq进行转录组分析。通过该分析，作者们发现GNA13的缺失会导致Ccl2表达的提高，进而导致CCL2分泌的增加。先前的研究表明CCL2是髓系细胞的招募因子。在敲低CCL2的情况下对肿瘤的生长并没有显著的影响，但是得在GNA13敲除的背景下敲低CCL2则会显著地削弱肿瘤的生长。另外，作者们发现过表达CCL2足以促进结肠癌肿瘤细胞的生长。因此，GNA13的肿瘤抑制功能是通过负调控CCL2的表达实现的。总的来说，该工作发现在肿瘤发生过程中，相对于严重联合免疫缺陷小鼠，适应性免疫系统中存在肿瘤抑制基因缺失的显著富集，并且这一机制是以癌症和组织特异性的方式实现的。该工作说明肿瘤中抑制因子的选择性失活所依赖的主要驱动因素是适应性免疫系统，为肿瘤的治疗以及肿瘤学的研究提供了新的见解。原文链接：https://science.org/doi/10.1126/science.abg5784

RMSC 日程时间表 日 期 时 间 会 议 内 容 11月10日 08:30-17:00 会议注册 11月11日 08:30 集体照 08:30-12:00 开幕式和主题论坛 12:00-13:00 午餐 13:30-17:00 分会报告101：亚洲和欧洲策略和项目F101: Strategies and Projects of Asia and EU 分会报告210：分子胚胎学和胚胎干细胞S210: Molecular Embryology and Embryonic Stem Cells 分会报告211：干细胞基因组学，基因组重编程，表观遗传学和系统生物学S211: Stem Cell Genomics, Genomic Reprogramming, Epigenetics & Systems Biology and Adult Stem Cell Cycle Regulation 分会报告212：干细胞谱系，定向分化和调控网络S212: Stem Cell Lineage, Derivation, Differentiation and Regulatory Networks 分会报告213：循环肿瘤细胞和癌症干细胞S213: Circulating Tumor Cell (CTC) and Cancer Stem Cell 分会报告310：人类胚胎干细胞和多能成体祖细胞及骨骼肌干细胞S310: Human Embryonic Stem Cells (hESC), Multipotent Aldult Progenitor Cells and Skeletal Muscle Stem Cells 分会报告311：脐带干细胞和神经干细胞S311: Umbilical Cord Stem Cells and Neural Stem Cell 分会报告430：小血管生物工程和心脏组织修复S430: BioEngineering Small Vessels and Cardiac Tissue Repair 18:30-20:30 欢迎晚宴 11月12日 08:30-12:00 分会报告102：北美及其他国家策略和项目F102: Strategies and Projects of North America and Other Countries 分会报告220：肝细胞生物学，肝细胞免疫学，和微环境S220: Stem Cell Biology, Stem Cell Immunology and Microenvironment 分会报告221：诱导多能干细胞和人多能细胞技术S221: Induced Pluripotent Stem Cells (iPS) and hPS Cells Technologies 分会报告222：干细胞生物标记物,表面抗原标记, 谱系标记和脱细胞技术S222: Biomarkers, Surface Antigen Markers, Lineage Marking and Decellularization of Stem Cell 分会报告312：骨髓间充质干细胞、造血和造血干细胞S312: Hematopoietic, Blood-forming and Mesenchymal Stem Cell (MSC) 分会报告313：原始生殖细胞和脂肪来源干细胞S313: Primordial Germ Cells and Adipose-Derived Stem Cells 分会报告4-1：干细胞再生和生物治疗原位修复S4-1: Stem Cells for Regeneration and Biotherapeutics for In Situ Repair 分会报告421：心血管组织再生和血管再生S421: Cardiovascular Regeneration and Neovascularization 12:00-13:00 午餐 13:30-17:00 分会报告223：干细胞研究的新的分子工具S223: Novel Molecular Tools for Stem Cell Research 分会报告230：细胞机制，细胞应答和控制S230: Cellular Machinery, Cell Responses and Controlling 分会报告231：器官形成中的血管生成及自组装模式生物前沿进展和组织工程模块S231: New Frontiers in Angiogenesis‎ and New Self-Assembly Model Organisms for Organogenesis and Robust Tissue Engineering Building Blocks 分会报告420：癌症、血液系统疾病、糖尿病和神经退行性疾病、中风和中枢神经系统修复的干细胞治疗和再生治S420: Stem Cells and Regenerative Therapy for Cancer, Blood Diseases, Diabetes and Neural Degenerative Diseases, Stroke and CNS Repairing 分会报告422：泌尿系统疾病，骨骼和骨骼肌修复以及骨科疾病干细胞治疗和再生治疗S422: Stem Cells and Regenerative Therapy for Urological System Diseases，Bone & and Musculoskeletal Repair and Orthopedic Diseases 分会报告423：干细胞免疫疗法治疗自身免疫疾病S423: Immunotherapy of Autoimmune Diseases by Stem Cells 分会报告5：组织工程和干细胞的生物加工Forum 5: Bioprocessing of Tissues Engineered and Stem Cells 分会报告6：青年科学家论坛Forum 6: Young Scientist Research 11月13日 08:30-12:00 分会报告240：组织工程中的先进的细胞培养技术 S240: Advanced Cell Culture Technology for Tissue Engineering 分会报告241：定向的三维组织生长和功能技术，组织工程中的微阵列和生物芯片S241: Directed 3D Tissue Growth & Function Technology，Microarray and Biochips in Tissue Engineering 分会报告320：生物材料或生物相容性材料与细胞反应材料S320: Biomaterials or Biocompatible Materials and Cell Responsive Biomaterials 分会报告321：在组织工程中的生物活性材料，纳米材料和纳米医学S321: Bioactive Materials, Nano-materials and Nanomedicine in Tissue Engineering 分会报告322：材料化学和生物力学-杂化，复合生物材料支架S322: Material Chemistry and Biomechanics-Hybrid,Composite, and Complex Biomaterials for Scaffolds 分会报告431：眼科和听觉组织，呼吸系统和消化系统组织，肝，肾，脾脏和膀胱组织修复S431: Repair of Ophthalmological & Hearing Tissues, Respiratory & Alimentary Tracks, Liver, Kidney, Spleen, and Bladder Tissue Repai 分会报告432：软骨组织，指骨和小关节，牙齿组织和骨移植中的组织治疗S432: Tissue Therapy for Cartilage Tissue, Phalanges and Small Joints, Dental Tissue and Bone Grafting 分会报告433：创伤皮肤，皮肤溃烂和烧伤的修复S433: Wounded Skin, Skin Ulcers and Burn Injuries Repair 12:00-13:00 午餐

9月3日，默沙东（MSD）宣布欧盟委员会（EC）已批准PD-1抑制剂Keytruda（pembrolizumab）与安斯泰来（Astellas）和辉瑞（Pfizer）旗下Seagen开发的抗体偶联药物（ADC）Padcev（enfortumab vedotin）联用，作为一线治疗不可切除或转移性尿路上皮癌（la/mUC）成人患者的治疗方案。此决定遵循欧洲肿瘤医学协会和欧洲泌尿学会的临床指南，推荐该组合作为这些患者的一线治疗，无论是否符合铂类治疗的资格。该批准还紧随2024年7月药品管理委员会（CHMP）的积极推荐，其基于与辉瑞（前称Seagen）和安斯泰来合作进行的3期KEYNOTE-A39试验（亦称为EV-302）首次中期分析的结果。在KEYNOTE-A39试验中与铂类化疗（吉西他滨加顺铂或卡铂）相比，Keytruda加Padcev在总生存期（OS）和无进展生存期（PFS）方面表现出统计学上显著且具有临床意义的改善。在中位随访时间为17.3个月（范围为0.3至37.2个月）时，Keytruda联合恩福妥单抗相较于铂类化疗，将死亡风险降低了53%（HR=0.47 [95% CI, 0.38-0.58]；p0.00001），同时该组合还将疾病进展或死亡的风险降低了55%（HR=0.45 [95% CI, 0.38-0.54]；p0.00001）。“几十年来，首次为无法切除或转移性尿路上皮癌的成人患者提供了可能延长生命的新一线标准治疗选择”默沙东实验室高级副总裁兼肿瘤学全球临床开发负责人Marjorie Green博士表示，“我们对欧洲委员会的决定感到满意，并期待能够为欧盟患者提供Keytruda作为这种创新治疗方案的一部分。”此批准允许在所有27个欧盟成员国以及冰岛、列支敦士登、挪威和北爱尔兰市场推广Keytruda联合恩福妥单抗用于此适应症。Keytruda现在已获批用于三种膀胱癌适应症，并在欧盟总共获批了28种适应症。Keytruda此前已在欧盟被批准作为单药用于治疗接受过铂类化疗的局部晚期或转移性尿路上皮癌成人患者，以及不适合顺铂化疗且其肿瘤表达PD-L1且综合阳性评分（CPS）≥10的成人患者，基于KEYNOTE-045和KEYNOTE-052试验的结果。2023年12月，Keytruda联合恩福妥单抗在美国获批用于治疗局部晚期或转移性尿路上皮癌成人患者。默沙东与辉瑞和安斯泰来合作，正在多阶段的尿路上皮癌临床开发项目中评估该组合，包括两个在肌肉浸润性膀胱癌中进行的3期临床试验，即KEYNOTE-B15（NCT04700124，也称为EV-304）和KEYNOTE-905（NCT03924895，也称为EV-303）。关于Keytruda：Keytruda是一种抗程序性死亡受体-1（PD-1）疗法，通过增强人体免疫系统检测和对抗肿瘤细胞的能力发挥作用。Keytruda是一种人源化单克隆抗体，通过阻断PD-1与其配体PD-L1和PD-L2之间的相互作用，激活T淋巴细胞，从而可能影响肿瘤细胞和健康细胞。默沙东公司拥有业内最大的免疫肿瘤学临床研究项目。目前有超过1600项试验正在研究Keytruda在各种癌症和治疗环境中的作用。Keytruda的临床项目旨在了解其在不同癌症中的作用，并探索可能预测患者受益的生物标志物。

不知不觉已步入2024年，NanoTemper很荣幸又陪伴用户度过了充实又有意义的一年。2023年NanoTemper的用户使用MST技术发表的文章超过2000篇，其中也有不少文章发表在Cell、Nature、Science三大主刊，非常感谢用户对我们的信任。MST微量热泳动技术能够弥补传统的互作技术在高样品消耗、小分子检测以及操作繁琐等方面的不足，能够轻松高效地检测各类具有挑战的样品，因而快速地被应用在各种领域。下面是我们的技术专家们精心挑选的9篇高分文献，为大家解读MST技术是如何在四个不同应用方向助力科学研究的。_小分子在进行小分子亲和力检测时，您可能会遇到样品分子量低或与目标蛋白分子量差异大导致检测信噪比低，实验难优化的问题。MST技术检测不依赖于分子量变化，结合引起的电荷或构象改变同样会被灵敏感应到。中国医学科学院 | 小分子抑制 α-synuclein 聚集帕金森病(PD)的病理表现是α-synuclein的聚集，α-synuclein 被认为是治疗帕金森病的一个潜在靶点。中药天麻中联苯苄型化合物20C，可显著增强PD模型的细胞活力，可能是天麻治疗PD的重要生物活性成分。然而，其作用靶点和作用机制尚不清楚。今年中国医学科学院药物研究所发表在Cell Death and Disease的研究结果发现，小分子20C可抑制α-synuclein 聚集并阻止PD的进展，并且明确了这些改善是来自20C和α-Syn fibrils的直接互作。α-Syn fiber是由α-Syn单体组装而成的大聚集体，分子量超过420kD，而20C为小分子，二者之间分子量倍数差别在几百倍以上，很难通过基于分子量变化方法进行互作亲和力检测。作者使用MST技术检测了 α-Syn fibrils 与20C的互作（Kd为37μM），证明二者之间存在直接互作。图1. 使用MST测定20C与α-Syn fibrils直接相互作用https://doi.org/10.1038/s41419-023-06116-0IF: 9.0 Q1第二军医大学 | 黄芪甲苷衍生物治疗梗死后心衰的作用和机制来自第二军医大学以及中国医学科学院药用植物研究所的张卫东团队在Signal Transduction and Targeted Therapy杂志上撰文，报道了黄芪甲苷优化衍生物HHQ16通过直接作用于心肌细胞逆转肥厚，有效地逆转了心肌梗死诱导的心肌重构，并改善了心功能。研究者对一个新发现的人类 lncRNA(Lnc4012) 及其小鼠同源基因(Lnc9456)进行了全面的鉴定，并对lnc4012/lnc9456在心肌梗死诱导的心肌肥大和心力衰竭的发生发展中的作用提供了新的机制见解，并证明lnc4012/lnc9456是一种新的真正的靶点。在研究过程中，研究者通过病理及药理实验确定了lnc9456为HHQ16逆转肥厚和心衰的特异性靶点，并通过MST实验验证了HHQ16与lnc9456具有高亲和力结合，但与抗肥大lncRNA Mhrt无亲和力（图2）。这表明了HHQ16与lnc9456特异性结合，导致其降解的药效机制。图2. MST检测HHQ16与lnc9456（左）及阴性对照（右）亲和力小鼠lnc9456和人lnc4012分子机制具有一致性。HHQ16与lnc4012的亲和力高于其小鼠同源基因lnc9456（图3），并以时间依赖的方式促进体外转录的lnc4012降解。研究者利用MST技术验证了新的小分子HHQ16会与lnc4012/lnc9456特异性结合。而HHQ16与lnc4012/lnc9456的结合会导致其降解，从而拮抗其对心肌细胞G3BP2/NF-κB信号的作用，从而有效地逆转心肌梗死引起的肥厚和心力衰竭。图3. MST检测HHQ16与lnc4012（左）亲和力https://doi.org/10.1038/s41392-023-01660-9IF: 39.3 Q1福建农林大学 | 细胞膜共受体复合体传递生长素信号的分子机制2023年11月，福建农林大学徐通达团队和杨贞标团队在Cell期刊在线发表题为 “ABLs and TMKs are co-receptors for extracellular auxin” 的研究论文，报道了两个新的质外体定位的生长素结合蛋白， ABL1（ABP1-like protein 1）和ABL2，其与生长素结合蛋白ABP1具有相似结构，在细胞膜上形成ABP1/ABLs-TMK生长素共受体感受并传递胞外生长素信号，调控植物生长和发育的分子机制。研究者首先构建了拟南芥ABP1生长素结合位点突变形式的ABP1-5转基因植株，表型分析发现其与tmk突变体类似，呈现明显的生长发育和生长素快速响应缺陷，暗示ABP1-5蛋白可能通过对其他质外体定位的，生长素结合蛋白产生显性负效应，参与TMK介导的生长素信号通路。由于ABP1没有同源基因，为了寻找其他的生长素结合蛋白，研究者通过检索TMK1互作蛋白质组学数据库，鉴定到两个新的生长素结合蛋白，其与ABP1氨基酸序列相似性偏低，但结构类似，且具有高度保守的生长素结合区域，将其命名为ABL1（ABP1-like protein 1）和ABL2。通过生化分析，发现ABL1蛋白定位于质外体，与ABP1类似，研究者提出了科学假设--细胞膜ABLs-TMK蛋白复合体感知并传递胞外生长素信号。表型分析发现：ABL1/2与ABP1的功能具有冗余性，但又有别于ABP1，差异性调控植物的生长发育；ABL1/2与ABP1都通过协同TMK家族，介导生长素的快速响应。作者进一步通过微量热泳动技术（MST）分析发现：与ABP1类似，ABL1和TMK1胞外域都能特异性的结合IAA（图4）和NAA等活性形式的生长素分子。有趣的是，当TMK1胞外域存在的情况下，ABP1和ABL1对生长素的结合能力显著增强（图4，ABP1:4.71uM、ABP1/TMK1-ex：0.094uM ABL1: 1.73uM、ABL1/TMK1-ex: 0.525uM），这表明了ABP1/ABLs和TMK在结合生长素方面存在协同作用。图4. MST检测IAA与ABP1, ABL1, TMK1-ex, ABP1-5, and ABL1-M2结合https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.017IF: 64.5 Q1_多肽由于多肽较强的极性偏好，使用其他固定性技术进行多肽亲和力检测过程中，常常遇到黏附的问题，并且很难优化解决。MST检测无需固定样品，直接在溶液中进行亲和力检测，可以避免多肽吸附至固相上的问题。北京大学 | 植物通过有性生殖实现远缘杂交的新机制2023年10月7日，北京大学生命科学学院、北大-清华生命科学联合中心、新基石科学实验室瞿礼嘉/钟声团队在Cell上发表了题为“Antagonistic RALF peptides control an intergeneric hybridization barrier on Brassicaceae stigmas”的论文，提出的柱头-花粉间识别的“锁-钥模型”，阐明了柱头处的种间/属间生殖障碍形成的机理，解释了“花粉蒙导效应”。作者研究发现柱头的乳突细胞表面的受体FER/ANJ/HERK1/CVY1与乳突细胞自分泌小肽sRALF33等组分协作构建成"锁"，阻止花粉管穿入柱头。自己的花粉以及近缘植物种的花粉携带的7个旁分泌小肽pRALF11/26等即为"钥匙"，该“钥匙”打开柱头处的"锁"，使得花粉管可以穿入柱头。在研究过程中，作者使用MST技术验证并定量了受体FER/ANJ/HERK1/CVY1与自身分泌的小肽sRALF33以及花粉分泌的小肽pRALF11/26的互作。这也是瞿礼嘉/钟声团队继2017年Science和2022年Science后第三次用MST检测蛋白和多肽的亲和力。在该互作研究中，涉及到3种小肽，共12组的Kd检测，MST检测一对Kd仅需要 200nM 100uL 的蛋白样品，即使进行多组实验，也仅需要非常少量的蛋白样品。MST结果显示，选定的sRALF33、pRALF11或pRALF26分别可以与FER、CVY1、ANJ和HERK1相互作用，并具有高亲和力。图5. sR33、pR11和pR26与FER (E)、CVY1 (F)、ANJ (G)和HERK1 (H)的外结构域具有较高的结合亲和性，而与elf24(阴性对照)的结合亲和性不高https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.09.003IF: 64.5 Q1浙江大学|蛋白质脂化修饰研究2023年8月，浙江大学生研院林世贤课题组在 Nature Chemical Biology杂志发表了题为“Computational design and genetic incorporation of lipidation mimics in living cells”的研究成果，报告了一种设计脂化模拟的计算方法。研究团队建立了一个工程系统，用于将这些脂化模拟物整合到大肠杆菌和哺乳动物细胞中几乎任何所需的蛋白质位置。这项研究策略能够实现数百种蛋白质脂化的功能获得研究，促进了卓越治疗候选药物的创造。在该研究中，为了证明基因编码脂质模拟物在设计和合成治疗候选药物中的效用，研究人员使用MST技术检测了人血清白蛋白HSA和脂质模拟改造的多肽药物GLP-1变体之间的相互作用。GLP-1-K20-4HexyF和GLP-1-K20-4OctyF对HSA的Kd值分别为 2.31 μM和0.58 μM，分别比GLP-1-K20-HepoK的15 μM增加了6.5倍和25.9倍。相比之下，野生型(WT) GLP-1未检测到结合，表明增强的结合是由脂质模拟介导的。图6. MST分析多肽药物GLP-1变体对人血清白蛋白HSA的亲和力https://doi.org/10.1038/s41589-023-01400-8IF: 14.8 Q1_免纯化检测亲和力检测一般需要高质量和纯度的蛋白，而一些蛋白本身很难纯化。MST技术可以直接在裂解液中进行亲和力测定，特别适合难纯化，或纯化后不稳定的蛋白样品，为科研人员节省样品和时间。武汉大学中南医院 | 膀胱癌发生发展机制武汉大学中南医院、武汉大学医学研究院王行环团队此前的研究显示POLD1是膀胱癌恶性转变过程中的一个关键分子。在此基础上，王行环团队证实POLD1在膀胱癌组织中较癌旁组织高表达，在肌层浸润性膀胱癌中较非肌层浸润性膀胱癌高表达，且与预后相关。团队在体内和体外实验中证明了POLD1能够促进膀胱癌的增殖和转移，并在进一步机制研究中发现，POLD1通过与FBXW7竞争性结合MYC，从而减弱FBXW7介导的MYC泛素化降解。此外，机制研究还发现POLD1可以与MYC形成复合物参与MYC的转录调控，增强MYC的转录活性；另一方面，MYC能够转录激活POLD1，从而形成了一个POLD1-MYC正反馈回路，增强了对膀胱癌的促癌作用（图7）。这项研究成果于2023年发表在 Nature Communications 杂志。图7. POLD1通过稳定MYC调节BLCA的增殖和转移，促进膀胱癌发生发展研究人员首先通过CO-IP验证了POLD1与MYC的结合，而当去掉MYC中与FBXW7α结合的区域MB1后，就检测不到结合了。因此研究团队合成了MB1肽段，然后使用MST技术检测了POLD1与MB1肽之间的亲和力，并与 FBXW7α作对比，证明POLD1对MB1的亲和力比FBXW7α强，因此它可以与FBXW7α竞争结合MYC（图8）。在这个实验中，POLD1和FBXW7α 也都是与GFP融合表达在293T细胞，直接使用细胞裂解液作为target进行检测，无需纯化蛋白。图8. MST技术检测293T细胞中过表达GFP-POLD1的裂解物与MYC-MB1 (WT)肽的结合亲和力https://doi.org/10.1038/s41467-023-38160-xIF: 16.6 Q1_核酸您可以使用带有CY5标记的核酸直接在溶液中进行亲和力检测，实验操作简便且检测一对样品仅需10min，无需担心RNA在检测过程中降解。Scripps研究所 | 靶向RNA降解剂2023年5月24日，Scripps研究所的Matthew D. Disney教授及其合作者在Nature杂志发表了题为“Programming inactive RNA-binding small molecules into bioactive degraders”的研究论文，利用核糖核酸酶靶向嵌合体技术将非活性小分子重编程为靶向RNA降解剂，成功降解miR-155和癌症靶标MYC、JUN的RNA。研究人员基于二维组合筛选进行RNA和小分子高通量分子间相互作用检测，发现了一些可以与pre-miRNA-155结合的小分子。研究人员接下来使用Monolith分子互作仪完成了大量RNA小分子结合表征，验证了C1仅结合于5′GAU/3′C_A motif，其他RNA凸起或者点突变RNA在相同检测浓度范围内看不到明显的结合信号。图9. pre-miR-155-binder C1结合曲线小分子结合于pre-miRNA-155的非活性位点，并不会对细胞内的miRNA-155表达水平产生影响。接下来研究人员构建了双功能小分子核糖核酸酶靶向嵌合体，一端与目标RNA结合，另一端招募并激活RNA酶，从而靶向降解目标RNA。改造后的嵌合体成功在细胞内降低miRNA-155的表达水平，并且在细胞和小鼠模型中抑制了三阴乳腺癌。图10. 将结合pre-miR-155的惰性结合物转化为活性RIBOTAC降解剂为了测试该方法的适用性，研究人员又构建了靶向MYC和JUN的核糖核酸酶靶向嵌合体。这两种蛋白都是重要的癌症靶点，但都是无序蛋白，被认为是不可成药的。改造后的核糖核酸酶靶向嵌合体获得了生物活性并在细胞内精准地靶向降解各自的靶向RNA，使这些癌蛋白驱动的转录和蛋白组学进程失效。这项研究表明对于由这些常见但具有挑战性的致癌基因驱动的癌症，重编程非活性小分子为靶向RNA降解剂可能会带来新的变革。https://doi.org/10.1038/s41586-023-06091-8IF: 64.8 Q1北京大学 | 新型RNA编辑系统开发2023年北京大学药学院汤新景教授开发出一种新颖且便捷的光触发位点特异性RNA编辑系统，并将研究成果发表在Cell Chemical Biology上。为了开发内源性ADAR蛋白的A-to-I可控的编辑策略，作者设计了一种末端有胆固醇修饰的反义寡核苷酸（3’-笼式arASO）：由一段2’-OMe修饰的可编程反义域、用于与靶mRNA杂交的硫代磷酸修饰的3’端和位于5’端的用于招募ADAR蛋白的工程化GluR2 R/G基序组成，这种设计能通过招募内源性的ADAR蛋白来实现位点特异性的RNA A-to-I编辑。并且，作者通过2D细胞和3D肿瘤球的实验验证了3’-笼式arASO在的光触发A-to-I编辑能力。为了研究3’-笼式arASO抑制位点特异性的机制，作者使用MST技术检测了3’-笼式arASO与蛋白和核酸的互作：ADAR1-p150是主要的RNA单碱基编辑器。MST技术确定了3’-笼式arASO与ADAR1-p150的结合亲和力与arASO与ADAR1-p150蛋白的亲和力接近，表明胆固醇修饰并不会对其在5’端的ADAR-招募结构域造成明显影响。图11. MST技术检测ADAR1-p150与3’-笼式arASO/arASO亲和力MST技术检测3’-笼式arASO与不配对的腺苷的单链靶RNA（ssRNA）的结合亲和力检测结果表明：3’-笼式arASO在没有光刺激的情况下与ssRNA（AC错配）的结合亲和力比其阳性对照的结合亲和力低17.4倍，但在给予光照后，其亲和力恢复到与阳性对照组相当的水平（左图）。这表明，在3’-笼式arASO的反义结合域3’端的胆固醇修饰阻断了其与ssRNA（AC错配）的结合。而胆固醇修饰对arASO与完全配对的ssRNA的结合亲和力没有影响（右图）。图12. 胆固醇修饰阻断了3’-笼式arASO与靶RNA的结合从而抑制其位点特异性编辑https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2023.05.006IF: 8.6 Q1中国农业大学 | 核受体转录调节的底物选择和活性抑制新机制睾丸核受体4 (TR4)调节基因的转录激活，在许多疾病中发挥重要作用。TR4对靶基因的调控涉及通过DNA结合域(DBD)与DNA分子的直接相互作用。然而，TR4与靶基因之间特异性的相互选择性机制不清楚。2023年中国农业大学陈忠周教授课题组在Nucleic Acids Research在线发表了题为 Structures of human TR4LBD-JAZF1 and TR4DBD-DNA complexes reveal the molecular basis of transcriptional regulation 的研究论文，解析了TR4-DBD - DNA复合物的高分辨率晶体结构，并通过MST技术进行了大量的亲和力检测实验，详细阐述了TR4与dsDNA相互作用以及选择性。通过对TR4-DBD - DNA复合物晶体结构分析，第129、138等残基起到结合的关键作用，作者生成了不同的TR4DBD的位点突变体，通过MST实验确定突变后TR4与DNA的亲和力大小（图13）。Y129A、K138A、K142A、R143A和R146A突变对结合的破坏最为明显，其他突变也在不同程度上削弱了二者的互作。图13. MST检测TR4不同突变体与DNA亲和力为了验证TR4的转录调控功能，作者分析了一些下游靶基因的潜在启动子序列，并通过MST实验确定了TR4在每个靶序列上的Kd值。TR4结合了这些靶基因的每个启动子，并且结合亲和力随序列的不同而不同（图14），表明结合亲和力的差异可能与dsDNA结合位点的序列特征有关。图14. MST检测TR4与不同靶序列亲和力晶体结构分析表明，DNA含有两个重复的AGGTCA基序，与两个DBD分子形成异三聚体复合体。为了确定AGGTCA中的最佳基序，作者构建具有相同位点突变的dsDNAs，并进行了MST实验。亲和力结果表明，A1G2G3T4C5A6位点替换G2和T4对结合影响最明显，结合亲和力降低了百倍（图15），说明G2G3T4C5对TR4结合的靶基因至关重要，推断序列PuGGTCA是TR4的最佳目标基序。图15. MST检测不同突变dsDNA和TR4亲和力https://doi.org/10.1093/nar/gkac1259IF: 14.9 Q1_参考文献1. Peng, Y. et al. A small molecule 20C from Gastrodia elata inhibits α-synuclein aggregation and prevents progression of Parkinson’s disease. Cell Death and Disease 14, (2023).2. Wan, J. et al. Astragaloside IV derivative HHQ16 ameliorates infarction-induced hypertrophy and heart failure through degradation of lncRNA4012/9456. Signal Transduction and Targeted Therapy 8, (2023).3. Yu, Y. et al. ABLs and TMKs are co-receptors for extracellular auxin. Cell (2023) doi:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.10.017IF: 64.5 Q1 .4. Lan, Z. et al. Antagonistic RALF peptides control an intergeneric hybridization barrier on Brassicaceae stigmas. Cell (2023) doi:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.09.003IF: 64.5 Q1 .5. Ding, W. et al. Computational design and genetic incorporation of lipidation mimics in living cells. Nature Chemical Biology 1–10 (2023) doi:https://doi.org/10.1038/s41589-023-01400-8IF: 14.8 Q1 .6. Wang, Y. et al. DNA polymerase POLD1 promotes proliferation and metastasis of bladder cancer by stabilizing MYC. Nature Communications 14, 2421 (2023).7. Tong, Y. et al. Programming inactive RNA-binding small molecules into bioactive degraders. Nature 618, 169–179 (2023).8. Zhang, Y. et al. Light-triggered site-directed RNA editing by endogenous ADAR1 with photolabile guide RNA.PubMed 30, 672-682.e5 (2023).9. Liu, Y. et al. Structures of human TR4LBD–JAZF1 and TR4DBD–DNA complexes reveal the molecular basis of transcriptional regulation. Nucleic Acids Research 51, 1443–1457 (2023).Monolith系列分子互作仪覆盖几乎任何分子类型、缓冲液成分或亲和力强弱的检测项目，并且检测不依赖于分子量，能够轻松应对不同类型的分子间相互作用检测难题。由于篇幅有限，小编先分享这些。如果您还想阅读更多精彩文章和应用案例，欢迎给我们后台留言，我们会第一时间联系到您哦！希望2024年MST技术依旧能够在分子互作检测上大放异彩，在各个领域助力科研学者取得成功！____

铂类化疗药物是非常著名的一类化疗药物。目前铂类化疗药物已经研制了三代，分别是一代顺铂，二代卡铂、奈达铂；三代奥沙利铂、洛铂。卡铂的有效性是由于其可以与DNA 结合从而导致DNA- 铂（Pt）加合物的形成，但这也会造成DNA 的弯曲。因此在化疗后细胞必须修复DNA 损伤，否则DNA 复制受阻会导致细胞死亡。许多癌症患者最初对基于铂类的治疗比较敏感，但一段时间后，患者通常对顺铂治疗表现出耐药性，导致了癌症的复发。顺铂耐药性归因于三种主要的分子机制：DNA 修复的加速，胞浆失活的加速和细胞摄取药物能力的变化。其中，细胞摄取药物能力的变化主要表现在细胞对顺铂的摄入能力降低或者顺铂转运的加速。分析单个细胞水平对顺铂的摄入和分布对于评估治疗的有效性具有非常重要的意义。传统方法是，将细胞群置于顺铂培养液中，然后使用原子吸收光谱（AAS）或者电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）等技术测定细胞群内铂的总量，无法体现顺铂摄入在个体细胞之间的分布和差异。实际上，细胞对顺铂的摄入最有可能根据个体有很大差异，但至今还没有有效的方法来评估。本文使用全新的技术，可对金属在单一细胞水平上进行定量：单细胞电感耦合等离子体质谱 (SC-ICP-MS)。01样品所有实验使用卵巢癌细胞为A2780 和A2780/CP70 细胞系。其中，A2780 是顺铂敏感细胞系, 而A2780/CP70 是顺铂耐药型。按照下图所示流程处理。02仪器NexION® 电感耦合等离子体质谱（ICP-MS），结合Syngistix™ 单细胞应用软件模块进行数据采集和处理。 NexION 2000 ICP-MS表1.ICP-MS仪器条件03实验结果细胞对顺铂的摄入可利用时间过程实验来研究，即分析顺铂在细胞群内的分布如何随时间变化。将两个细胞系置于30μM顺铂培养液中1，2，4 和8 小时。如图可见，与顺铂耐药细胞A2780/CP70 相比，A2780 随时间推移能摄入更多的顺铂。为了判断顺铂摄入的差异性分布是否归因于细胞周期的不同，还对细胞进行了血清饥饿实验。04结论SC-ICP-MS 是一种在单细胞水平上稳定测量铂的方法。本文利用卵巢癌细胞系A2780 和A2780/CP70 表征了随着时间增加顺铂的摄入有所增长。相比A2780 敏感细胞系，顺铂摄入在耐药性的A2780/CP70 细胞系上水平降低。顺铂摄入的细胞差异性不是由于细胞周期的不同，因为血清饥饿细胞并不改变顺铂的整体摄入。顺铂摄入的胞内差异性是由于其他尚未确定的因素造成的。想要了解更多详情，请扫描二维码下载完整的应用报告。

近年来，抗体药物的接连上市和重磅销售引发国内外抗体类生物治疗药物的研发热潮。抗体药物已经成为治疗肿瘤的明星产品。抗体类生物治疗药物的活性测定在质量控制中至关重要。活性测定是对药物的有效成分和含量以及药物效价的测定，是确保抗体类药物有效性的重要质控指标。相关的生物技术在药物研发质控中的应用对新型抗体药物的发展带来一系列突破。为帮助从事相关研究的用户梳理生物制药质量控制研究技术及方法，仪器信息网特别策划了“抗体药研发的生物活性鉴定及功能分析”相关专题（点击查看）并邀请赛默飞蛋白和细胞分析技术应用高级经理冯彦斌先生分享对于抗体药的看法。他在文中主要分析了国内抗体药物的市场潜力、研发进展以及抗体药研发相关生物活性鉴定和功能分析的先进技术。赛默飞蛋白和细胞分析技术应用高级经理 冯彦斌仪器信息网：您如何看待近年来的抗体药市场发展变化与前景？ 冯彦斌：众所周知，近年来中国抗体药物市场规模增长异常迅猛，尽管目前中国总的抗体药物上市批准数量低于欧美，但增速方面已经接近欧美市场的两倍，蕴藏着巨大的潜力和空间。据统计，2018年我国抗体药物产业总体市场规模约183亿美元，预计2020-2025年平均年增长率为~15%，到2025年，我国抗体药的市场规模将超508亿美元。其主要的驱动因素有：1）肿瘤的发病和死亡率上升； 2）我国创新药优化的审评审批流程；3） 带量采购等政策驱动创新需求； 4）抗体药物逐渐被纳入医保目录。自2020年以来，国家药品监督管理局（NMPA）累计受理了超过200款国产抗体新药的临床试验申请。目前抗体药物研究最热门的靶点包括PD-1/PD-L1、TNF-α、VEGF、HER-2、CD20、EGFR 等。抗体药物最重要的应用领域为自身免疫类疾病和癌症（约65%的市场占比）。随着疾病机制的深入研究，抗体药物在哮喘、抗感染、血液病和心血管病领域的药物不断增加，并迅速拓展到其它相关领域。作为未来生物药的主力军，抗体药物创新研发则显得尤为重要。随着单抗生物类似药进入收获期，双特异性抗体、抗体偶联药物（ADC）、纳米抗体等药物市场也异军突起。创新型抗体加快了开发步伐，多种类型的抗体药物有望得到广泛的临床应用。从抗体创新药品种数量和国内产品临床申报数量上看，排名靠前的为恒瑞医药、复星医药、海正药业，而信达生物和康宁杰瑞产品数量超过了10个。创新类抗体药物基于其高特异性、低毒性、低转化周期等特征，将被更广泛地应用于各类疾病的治疗。未来几年，生物药仍是医疗领域的蓝海，也是人类健康的福音，未来发展前景良好。仪器信息网：近年来抗体制药的发展迅速，对于创新研发技术有何促进？ 冯彦斌：越来越多的研究表明，抗体药物由于靶向性强、特异性高和毒副作用低等特点，近年来已成为生物药行业中发展最快的分支。截至今日，美国FDA陆续批准了多个个治疗性抗体药物，其中传统单克隆抗体和人源化单抗已成主流，双特异性抗体开始初具规模。但在抗体功能优化、新抗体研发，特别是抗体规模化生产，以及抗体药物如何创新等问题仍是我们面临的巨大挑战。随着分子生物学、结构生物学、生物信息学等技术的发展，人们对抗体结构中各功能区的认识进一步加深，现在已经能够通过修改各功能区的序列、结构来赋予抗体新的特性和功能，这是抗体药物创新的基础。近年来抗体偶联药物（ADC）的发展主要依赖于以下研究领域的进展：①靶抗原及其特异性抗体的临床有效性及安全性得到验证，如靶向Her2 抗原的Herceptin 等；②高效的细胞毒性药物，如：美登素（maytansinoid，DM）、单甲基奥利他汀E（auristatin，MMAE）等；③新的连接臂和交联方法的发展，连接臂是决定抗体偶联药物ADC 药物活性的主要因素之一，它们应该在血液循环中相对稳定，到达靶细胞时通过内化进入细胞内，在溶酶体的低pH 条件下或蛋白酶作用下释放小分子药物。交联方法也从利用赖氨酸的随机连接向利用半胱氨酸的定点交联发展。新型药物拓宽了药物的治疗窗，因此备受关注，成为当前抗体药物发展的热点。持续上升的关注热点和研发投入的加大，使得创新技术也不断涌现。双特异性抗体药物由于其更好的特异性和低毒性，也越来越多地被投入研发管线；新靶点的筛选也一直是抗体药发现的努力方向，但其有效性和安全性需要获得更多的临床数据来验证，同时也有学者提出反向筛选靶向抗原的策略，以期通过反向药理学发现更多的候选靶分子。随着研究的持续深入，更多企业也加强了抗体工程下游技术的优化与整合。如在优化细胞培养条件、改造细胞系、抗体药物的质量控制、细胞培养工艺流程的改进等方面进行了诸多改良和优化。另外，未来基因工程抗体的发展方向将主要集中在通过合理改造抗体序列结构来提高基因工程抗体的药学特性，例如增加抗体药物的稳定性和均一性；通过双特异、多特异抗体以及抗体偶联物技术，赋予基因工程抗体药物新的药效功能；通过Fc 片段改造和糖基化改造，调节原有的效应功能和生物分布特性；通过创造新形式的抗体样分子骨架来发展具有更适宜的生物分布与代谢特性、抗原结合特性、药动学特性的新的“抗体”药物。 仪器信息网：请谈一下相应生物活性鉴定和功能分析的重要性和重要环节是什么？又发挥着怎样的作用？冯彦斌：随着生物制药领域的一大热点，治疗性抗体在治疗肿瘤、自身免疫性疾病、炎症、感染性疾病及其他疾病中取得了重大进展，作为抗体药研发的重点和难点，除了抗体的获取即表达和纯化之外，建立高效、稳定、可信的抗体质量控制分析方法，以及其标准化和先进性是衡量抗体药物相关企业研发能力的重要标准之一。特别是目前研究较为热门的肿瘤特异性抗体功能分析，之前也有提及双特异性抗体甚至多特异性抗体，其最突出的优势就是靶向性强、特异性高和毒副作用低等，所以在其特异性功能分析方向我们也提供足以应对的核心武器。因此，需要关注治疗性抗体的功能研究，通过对特异性抗原结合、抗体介导的细胞毒性作用（ADCC）、补体介导的细胞毒性作用（CDC）、抗体介导的细胞吞噬作用（ADCP）等实验方法进行分析。如在杂交瘤体系构建过程中对于杂交瘤细胞培养、融合、筛选，就可以使用我们的EVOS智能活细胞成像系统对其进行包括增殖及细胞状态的长期成像监测。EVOS M7000 3D数字共聚焦活细胞成像分析系统（点击查看详细参数）对于药理药效、药代及药物安全性评价方面，高内涵筛选分析平台和Varioskan LUX多功能酶标仪，凭借其高效的全自动高通量多靶标筛选功能，以及其后续通过强大多参数数据分析软件多抗体药功能验证进行多维度评价和分析。CellInsight CX7 LZR 激光共聚焦高内涵筛选分析系统（点击查看详细参数）Varioskan LUX多功能酶标仪（点击查看详细参数）Attune NxT流式细胞仪则发挥着更为广泛的作用，通过结合特异性流式抗体对不同种类和亚群的免疫细胞进行鉴定和分析，从而评估机体的免疫功能状态；也可以对细胞的状态和功能进行监测，以实时评估细胞的功能状态和对肿瘤细胞的杀伤作用。Attune NxT流式细胞仪（点击查看详细参数）