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小鼠皮下结缔组织细胞

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  • 大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的培养操作与应用!
    大鼠甲状腺滤泡上皮细胞的培养操作与应用! 一、背景 大鼠甲状腺滤泡上皮细胞分离自甲状腺组织;甲状腺是脊椎动物非常重要的腺体,属于内分泌器官。在哺乳动物身体中,它位于颈部甲状软骨下方,气管两旁。甲状腺表面有结缔组织被膜,表面结缔组织深入到腺实质,将实质分为许多不明显的小叶,小叶内有很多甲状腺滤泡和滤泡旁细胞。甲状腺控制使用能量的速度、制造蛋白质、调节机体对其他贺尔蒙的敏感性。 甲状腺依靠制造甲状腺素来调整这些反应,有T3和T4。这两者调控代谢、生长速率还有调解其他的身体系统。T3和T4由碘和酪胺酸合成。甲状腺也生产降钙素,调节体内钙的平衡。其中,甲状腺滤泡上皮细胞(也称为滤泡细胞或主要细胞)是在甲状腺细胞是负责生产和分泌甲状腺激素,甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)。 二、培养操作 1)复苏细胞:将含有1mL细胞悬液的冻存管在37℃水浴中迅速摇晃解冻,加入4mL培养基混合均匀。在1000RPM条件下离心4分钟,弃去上清液,补加1-2mL培养基后吹匀。然后将所有细胞悬液加入培养瓶中培养过夜(或将细胞悬液加入10cm皿中,加入约8ml培养基,培养过夜)。第二天换液并检查细胞密度。 2)细胞传代:如果细胞密度达80%-90%,即可进行传代培养。 1.弃去培养上清,用不含钙、镁离子的PBS润洗细胞1-2次。 2.加1ml消化液(0.25%Trypsin-0.53mM EDTA)于培养瓶中,置于37℃培养箱中消化1-2分钟,然后在显微镜下观察细胞消化情况,若细胞大部分变圆并脱落,迅速拿回操作台,轻敲几下培养瓶后加少量培养基终止消化。 3.按6-8ml/瓶补加培养基,轻轻打匀后吸出,在1000RPM条件下离心4分钟,弃去上清液,补加1-2mL培养液后吹匀。 4.将细胞悬液按1:2比例分到新的含8ml培养基的新皿中或者瓶中。 3)细胞冻存:待细胞生长状态良好时,可进行细胞冻存。下面T25瓶为类; 1.细胞冻存时,弃去培养基后,PBS清洗一遍后加入1ml胰酶,细胞变圆脱落后,加入1ml含血清的培养基终止消化,可使用血球计数板计数。 2.4 min 1000rpm离心去掉上清。加1ml血清重悬细胞,根据细胞数量加入血清和DMSO,轻轻混匀,DMSO终浓度为10%,细胞密度不低于1x106/ml,每支冻存管冻存1ml细胞悬液,注意冻存管做好标识。 3.将冻存管置于程序降温盒中,放入-80度冰箱,2个小时以后转入液氮灌储存。记录冻存管位置以便下次拿取。 三、应用 用于RCCS模拟微重力影响大鼠甲状腺滤泡上皮细胞生长特性和分泌功能的研究: 釆用微重力细胞培养系统(the rotary cell culture system,RCCS),研究模拟微重力对大鼠甲状腺滤泡上皮细胞生长特性和相关分泌功能的影响,为航天员在失重环境中甲状腺应激和病理性改变的防治提供理论依据。 研究方法应用RCCS技术构建FRTL-5细胞模拟微重力培养系统。将大鼠甲状腺滤泡上皮细胞FRTL-5细胞株随机分为模拟微重力组(simulated microgravity group,SMG)和正常重力对照组(normal gravity group,NG),分别于培养第6h、12 h、24 h、36 h取细胞及上清液,MTT检测细胞增殖,流式细胞仪检测细胞周期,化学发光免疫分析法检测T3、T4、FT3、FT4,ELISA检测上清液中Tg和TPO水平 应用倒置相差显微镜观察培养第6 h、12 h、24 h、36 h后细胞表面形态 透射电镜观察培养12 h和36 h的细胞超微结构 激光共聚焦显微镜观察培养36 h的细胞微丝骨架荧光强度变化。 结果:(1)MTT结果显示,SMG组FRTL-5细胞经6 h、12 h、24 h、36 h培养后,各时相细胞增殖均较NG组受到明显抑制(P0.05),其中24 h最为明显(P0.01) 36 h表现为两种情况,一是SMG组的细胞增殖恢复,二是NG组的细胞增殖速度快速提升。 (2)流式细胞仪测细胞周期显示,与NG相比,FRTL-5细胞微重力培养6 h、12 h、24 h、36 h后G1期细胞比例显著增高 除6 h外,S期细胞比例明显降低 而各时相的G2/M期细胞比例表现为模拟失重早期(6-12 h)降低,其中12 h出现低谷值,24 h一过性显著增高,36 h回落。研究结果提示,SMG组FRTL-5细胞培养6-12 h阶段DNA合成下降,24 h的DNA合成趋活跃,而36 h的DNA合成后期比例又呈现下降趋势并向NG组的比例靠近。 (3)化学发光免疫分析法检测结果显示,RCCS培养6 h组FRTL-5细胞上清液中FT3、T4和FT4水平显著降低(P(4)ELISA测细胞上清液结果显示,与NG相比,SMG组FRTL-5细胞Tg和TPO分泌均明显升高(P0.01),表现为6 h即显著升高,随后呈下降趋势,24-36 h阶段又趋上升,其中SMG组的6 h与24 h以及24 h与36 h之间有显著差异(P0.01)。 (5)倒置相差显微镜观察结果显示,模拟失重环境下FRTL-5细胞形态发生显著变化,实验早期细胞逐渐趋于死亡状态,24 h后细胞数量又有所增长。 (6)透射电镜结果显示,模拟失重第12 h,36 h的FRTL-5细胞超微结构发生显著变化。 (7)模拟微重力培养36 h后,激光共聚焦显微镜观察荧光素FITC标记的FRTL-5细胞,发现细胞微丝骨架局部解聚,张力纤维减少,结构和排列紊乱,细胞伪足少见,细胞形状呈不规则。 微生物菌种查询网自设细胞系板块,是细胞株提供中心,专业提供代次低、周期短、活性好的细胞株。与国内外多家研制单位,生物医药,第三方检测机构,科研院所有着良好稳定的长期合作关系!欢迎广大客户来询!
  • 线上直播报名|4月11日“骨组织细胞的3D生物打印”准时开播
    主题:骨组织细胞的3D生物打印 时间: 2020年4月11日 下午13:00-14:00 直播教授: 汤亭亭教授教授简介:上海交大医学院附属九院教授、博士生导师百千万人才工程国家级人选上海市骨科内植物重点实验室主任国际华人骨研学会前任主席中国生物材料学会理事 直播看点:生物3D打印、骨组织细胞打印直播简介:生物打印,是3D打印行业上的明珠,它可以使用增材制造的技术,将生物材料、生物细胞、因子等生物要素有序装配,构建组织或类器官。特别是细胞打印,是生物打印领域最为困难的技术细节之一。汤主任结合自身的最新科研进展,分享骨组织细胞的打印应用。3D打印,可实现个性化医疗应用,将是未来医疗的发展方向。未来,可通过生物打印,使用患者自体细胞,打印骨、软骨、皮肤、器官等需要修复或移植的患处,在骨科、口腔、整形、器官等领域均有临床价值,从而解决伦理、周期、排异等多种问题。产品特点:德国envisionTEC是全球首家生物打印机商业化的企业,自2001年起已经积累了四代设备的设计生产经验,并继承了德国精密机械制造的传统,硬件选择和整体设计理念非常领先。韩国Invivo是全球首款医疗级生物打印机,在相关法律法规允许的国家内进行了大量的临床应用,用于糖尿病皮肤溃烂修复等应用。在国内可协助进行一系列的临床前研究。公司简介:蔚来已来,创新由品,一切为你改变! 蔚品于2015年成立,是一家聚焦于3D打印技术的企业,它依托母公司上海曼恒数字技术股份有限公司在VR领域的三维数字内容研发实力等优势,借由3D打印技术特点为客户提供全方位的技术创新服务。 蔚品涵盖具有自主知识产权的“锐打”系列面阵曝光技术3D打印机,是目前速度最快的一种技术 。涵盖了全球最好的相关技术品牌合作涉及有SLS、MJF、BMD 、挤出式生物3D打印成型技术等。为用户提供全方位的3d打印技术解决方案,把全球最前沿的技术应用落地于中国。 报名链接:
  • 杨扬/韩华团队成功开发小鼠听觉皮层亚细胞结构的三维电镜重构算法
    2022年8月,上海科技大学生命科学与技术学院杨扬团队与中国科学院自动化研究所韩华团队合作,在Cell Press细胞出版社期刊Cell Reports上以长文形式发表了题为“Fear memory-associated synaptic and mitochondrial changes revealed by deep learning-based processing of electron microscopy data”的研究论文,该研究通过对恐惧学习小鼠听觉皮层突触的三维电镜重建和大规模比较分析,探究了小鼠听觉皮层中与恐惧记忆相关的神经元突触等亚细胞结构的变化情况,并用模型分析方法揭示了突触连接模式变化引起的信息存储容量的大幅提升。中国科学院自动化研究所刘静助理研究员、上海科技大学生命科学与技术学院漆俊倩博士、中国科学院自动化研究所陈曦研究员和李贞辰博士生为本文的共同第一作者,杨扬研究员、韩华研究员、谢启伟教授为本文的共同通讯作者。大脑中的神经网络由神经元通过复杂的突触连接构成,神经元编码、处理和存储信息从根本上依赖于突触的连接模式以及在此基础之上的协调活动,解析突触的连接模式对理解大脑的结构与功能至关重要。在哺乳类动物大脑中,除了由单个轴突小结(axonal bouton)与单个树突棘(dendritic spine)形成的1-1型连接,即单位点突触连接外,大脑中的突触连接模式还包括由单个轴突小结与多个树突棘形成的1-N型连接,或多个轴突小结与单个树突棘的N-1型连接,统称为多位点突触(multiple-contact synapses,MCS)。此前,已有很多研究通过光学显微镜发现学习记忆可以改变突触的组织结构,由于突触间隙宽度仅有几十纳米(低于一般光学显微镜的衍射极限),因此在光学显微镜下观察突触结构的精细变化非常困难。与此同时,突触三维结构的光学数据获取和分析高度依赖于人工,更是极大限制了突触结构的重建数量和分析规模。为探究学习记忆如何促进突触多位点连接模式的形成及效果,本项研究以经典的听觉条件恐惧学习(auditory fear conditioning)为范式设置了实验组和对照组,基于大规模序列电子显微镜成像技术和深度学习识别模型,实现了电镜图像中多种亚细胞三维结构的自动提取,重构了小鼠听觉皮层135,000个线粒体和160,000个突触。实验组和对照组的大规模对比分析表明,尽管恐惧学习训练没有改变突触的空间密度与空间分布,却特异性地增加了1-N型突触的比例。进一步分析发现,绝大多数1-N型突触中的树突棘来自不同树突主干,并且这种多树突1-N型突触在神经元网络中能够起到信号广播的作用。为了进一步分析多树突1-N型突触的信息编码能力,本项研究建立了基于香农信息熵来计算突触信息存储容量(information storage capacity,ISC)的组合数学模型。在无新增突触的静态网络和包含新增突触的可塑性动态网络两种条件下,分别计算了引入多树突1-N型突触的ISC增量。在静态网络中,引入此类突触只是略微增加了ISC容量,而在动态可塑性网络中,此类突触将信息存储容量显著提高了50%。综上,基于序列电子显微镜成像技术和深度学习计算方法,研究者开发了小鼠听觉皮层亚细胞结构的三维电镜重构算法,自动重建精度可以满足大规模分析的精度需求,有效地节省了人工校验时间消耗,极大提高了分析效率。大规模电镜重构和对比分析结果在亚细胞水平揭示了学习记忆对大脑皮层突触、线粒体的组织结构和连接模式的影响,为类脑计算仿生模型的精确建模提供了结构基础和启发依据。图:(上左)听觉条件恐惧学习的对照组和实验组。(上右)轴突小结与树突棘替换或增加的示意图。(中左)不同突触连接模式的电镜图像及三维重构结果。1-N型突触由单个轴突小结与多个树突棘形成,N-1型突触由多个轴突小结与单个树突棘形成。(中右)不同突触连接模式示意图。绿色:树突;蓝色:轴突。(下左)密集重构揭示绝大多数1-N型突触中的树突棘来自不同树突主干。(下右)无新增突触的静态网络和包含新增突触的可塑性动态网络。该研究获得了国家科技创新2030重大项目、中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、北京市科技计划的经费支持。作者专访Cell Press细胞出版社公众号特别邀请杨扬研究员、刘静博士和韩华研究员代表研究团队接受了专访,请他们为大家进一步详细解读。CellPress:过去也有基于电镜图像重构来探究突触和线粒体的研究报道,有的还完成了更大规模的密集重构。本文的方法和思路与过去的研究有何不同?杨扬研究员:电镜图像的密集重构对运算量的要求很高,工作量极大。而本文所使用的方法可以在不做密集重构的前提下,选择性识别和分割出研究者感兴趣的亚细胞结构,如本文关注的突触、线粒体,也可以推广到其他有特殊结构的细胞器。已有的突触或线粒体的自动重构算法多是像素或体素分割模型,也就是将图像中的像素或体素分类成前景或者背景。本文所使用的region-based卷积神经网络是一种实例分割网络,可端到端的完成目标实例的检测和分割。另外,针对强各向异性的序列电镜数据,本文提出一种2D到3D的重构方法,首先在2D上识别和分割亚细胞结构,随后应用3D连接算法完成3D的重构。这种方式可有效避免直接应用3D卷积神经网络带来的目标尺度在特征空间和图像空间不一致的问题。CellPress:多位点突触是一个新的概念吗?本文对此类突触的研究有何特别之处?杨扬研究员:一个突触前轴突小结与多个突触后树突棘形成的1-N多位点突触,和多个突触前轴突小结与一个突触后树突棘形成的N-1多位点突触,在过去的文献中都有过报道。但限于电镜图像人工识别的效率,过去的工作未能对这种特殊突触进行大规模的定量研究。本文通过基于机器学习的自动识别与重构算法实现了这一突破。此外,连接同一个多位点突触中的多个树突棘是来自同一根树突还是不同树突,代表了两种不同的神经元连接方式:前者仍是1对1的神经元连接,后者则是1个神经元对多个神经元的信息广播。本文通过密集重构,首次对这两类多位点突触进行了区分和定量,并发现后者在大脑皮层中,特别是学习之后占据了绝大多数,提示这种连接可能表征了大脑中突触层面的记忆痕迹。CellPress:人工智能算法在这个研究中发挥着怎样的作用?刘静博士、韩华研究员:近年来,人工智能算法已经深入应用到生命科学领域,加速甚至革新了生物学的研究进程。在连接组(Connectomics)领域,面对海量的高分辨电镜数据,借助人工智能算法绘制神经元的线路图是一个必不可少的环节。在本文中,我们设计了一套深度学习算法工具集,可以自动识别序列电镜图像中神经元、突触以及线粒体并恢复其三维形态。深度学习算法的应用大大提高了识别效率,将人从大量冗余复杂的标注工作中解放出来,加速了研究进程。CellPress:可否用简要的语言解释文中所提及的突触连接静态网络和动态网络,两者最核心的区别是什么?具有何种生物学意义?刘静博士、韩华研究员:突触连接网络是指根据神经元的几何拓扑特征来模拟突触连接模式的一种建模方式。其中,静态模型中仅考虑稳定的突触连接,假设没有新突触的形成或旧突触的消亡,本文使用信息熵定义静态网络的信息存储容量。而动态模型则将突触可塑性引入到网络中,允许新突触的形成,本文使用信息熵的增益表示新突触形成带来的信息存储容量的增加。动态模型通过模拟突触可塑性,与真实的大脑神经网络更为相似。CellPress:您认为该项研究对类脑计算有什么启发吗?刘静博士、韩华研究员:类脑智能(Brain-inspired Intelligence)本身就是通过模仿和借鉴人类神经系统的工作原理以构建新型的计算结构和智能形态。然而,目前人对大脑的生理机制还知之甚少。类脑研究的第一步就是要理解大脑,突触作为神经元连接的桥梁,是大脑中最重要的结构之一。突触的可塑性(synaptic plasticity)被认为与长时程记忆(long-term memory)有关。本文通过恐惧学习实验范式和电镜成像技术,发现了恐惧记忆能促进小鼠听觉皮层中一种特殊的1-N突触连接模式的形成,且这种连接模式大大增强了局部环路的信息编码能力。本研究中发现的这种局部神经环路信息传递模式或许能够作为一种记忆存储模块启发新型的类脑计算模型。作者介绍谢启伟教授谢启伟,北京工业大学现代制造业基地教授研究兴趣、领域:数据挖掘、图像处理和复杂系统智能;应用图像处理、机器学习和深度学习等方法研究基于电镜数据的神经元重建,集中于神经元电镜图像的前处理、超体素分割、图融合后处理等方法的研究,为神经科学提供有力工具,期待从脑的结构中挖掘出智能的本源。韩华研究员韩华,中国科学院自动化所研究员研究兴趣、领域:高通量显微成像技术产生海量影像数据,如何重构数据、分析数据、可视数据等已成为脑科学与类脑研究领域的重大挑战。我们致力于建立我国微观脑图谱的高通量技术体系和自主可控技术平台,持续突破大体块神经组织样品制备、长时程超薄切片连续收集、高通量扫描电镜三维成像、高精度神经结构三维重建等关键技术,开展多个百TB规模的微观脑图谱绘制工程,为构建类脑计算仿真提供生物真实网络和仿生建模依据。杨扬研究员杨扬,上海科技大学生命科学与技术学院助理教授、研究员研究兴趣、领域:以条件恐惧学习和增强式学习为行为范式,使用在体双光子成像、双光子全息光遗传、电镜、电生理等技术,研究与学习记忆相关的神经环路活动性和可塑性,及神经调制系统在其中所起的作用。
  • 英国基尔大学细胞及组织工程研究案例
    ——寻找合适的合作伙伴并购买他们的解决方案所带来的益处将超过投资这种新型本设备所存在的风险。在英国基尔大学的多学科生物工程和治疗性小组中,研究人员开展了多个着重于细胞及组织工程学和使能技术的研究项目。这些内容包含在他们给诊所的介绍中。其中一个研究领域是再生机制,由医学科学&技术研究所的主管Alicia El Haj教授领头。挑战随着对结缔组织的组织生物工程学的关注,其中包括对骨头,软骨,肌腱和韧带的关注,El Haj教授和他的团队-博士后Dr. Yvonne Reinwald和Dr. James Henstock以及博士生Joshua Price,需要一个更为复杂的系统来对细胞和组织进行静水刺激。他们现有的机械压缩系统无法对多孔他们现有的机械压缩系统无法对多孔组织培养板上的组织再造生理压力,从而测试不同的模型组织,并允许实验中存在大量的样本。他们知道,在组织内部制造生物反应器不仅消耗时间,而且还需要一支跨专业团队,这在其他实验室很难进行。作为一个早期的解决方案而不是本土系统,他们需要行业合作伙伴提供一个可靠的生物反应器,确保可重复性结果,增加处理量,并由不同部门提供使用的灵活性。最重要的是,这一系统要求在这些新型实验过程中保证细胞处于存活状态,并保持健康。购买静压生物反应器后,El Haj教授就能够进行不同种类的刺激,这是他们现有试验所无法完成的。但是变化会带来不确定性。El Haj说:“因为这是一种不同的类型,需要把所产生的结果与之前已经发表的数据进行仔细比较。此外,增加样本数量会带来风险-如果无法很好地控制系统,则可能会带来更大的变数。”因为了解到所存在的这些风险因素,因此El Haj希望从一家有声望的高端设备制造商处购买生物反应器。寻找到合适的合作伙伴并购买解决方案所带来的益处超过了投资这种新型设备可能存在的风险。解决方案El Haj教授和Instron共同设计了一个可以工业化生产的生物反应器。CartiGen HP生物反应器能提供静态或动态的静水压力,通过模拟生理条件,促进实验室中192份独立、同步样本中自然细胞的生长。在收集基准数据后,她就能够确定,HP生物反应器系统中所使用的多孔细胞培养板上产生了蒸发作用。“启用一个新系统的基本要求是能够保证细胞存活,”El Haj说,“细胞需要生存在含水和养分的环境中,过度的蒸发作用会对细胞产生很大的破坏。”在了解其重要性后,Instron团队做了一个小改变,以保证细胞连续和持续性的水化。他们在仪器的顶部粘贴了一张现成的薄膜,以减少蒸发作用,但同时能保证气体流通,确保细胞处于存活状态。结果生物反应器为基尔大学的再生医学团队提供了更多的可能性。因为净水压力在众多的生物系统中起着至关重要的作用,因此,研究员能借助于新的生物反应器在实验室再造一个必需的环境,在这个环境中观察了解发育生物学,将来还能把发育生物学用于改善TERM疗法。El Haj说:“如果没有这套系统,现在进行的很多操作都无法实现。这套系统彻底提高了我们在3D模型上进行的生理力量研究的能力。”
  • 让诊断不再需要活检 —高速3D显微镜可实时观察活组织细胞
    美国哥伦比亚大学工程团队开发了一种技术,可实现活体内的实时成像并取代传统的活检。在28日的《自然生物医学工程》上发表的一篇论文中,研究人员描述了一种高速3D显微镜MediSCAPE,其能捕获组织结构的图像,以指导外科医生定位肿瘤及其边界,而无需活体取样分析病理结果。哥伦比亚大学生物医学工程和放射学教授、该研究的资深作者伊丽莎白希尔曼称,活检需要从体内切取小块组织,然后用简单的显微镜观察,因此可能需要几天时间才能得到诊断结果。希尔曼团队希望能直接捕获组织图像而不用切出样本。“这种技术可以让医生实时反馈他们正在查看的组织类型,无需长时间等待。”她解释道,这将让医生就如何最好地切除肿瘤并确保没有留下任何东西做出明智的决定。此外,对于珍贵的组织,如大脑、脊髓、神经、眼睛和面部等,切取组织还可能错过重要的疾病区域。希尔曼一直在开发用于神经科学研究的新型显微镜,这些显微镜可非常快速地捕捉活体样本的3D图像。此次,该团队通过观察小鼠肾脏对他们的显微镜进行了测试。他们观察到的结构很像标准组织学所得到的结构。最重要的是,过程中并没有添加任何染料。研究人员看到的一切都是组织中的自然荧光,而这些荧光通常太弱而无法看到。即使研究人员以足够快的速度进行整体3D成像,实时漫游,扫描组织的不同区域,MediSCAPE也能非常高效地显示出这些微弱的信号。研究人员甚至可将获得的体积拼接在一起,并将数据转化为组织的大型3D展示,这样病理学家就可像一整盒组织学幻灯片一样使用它。该团队展示了MediSCAPE在广泛应用中的强大功能,从分析小鼠胰腺癌到对人体移植器官(如肾脏)的非破坏性快速评估。研究人员认为,通过对体内的活组织进行成像,可获得比无生命的活检样本更多的信息。他们发现,实际上可看到通过组织的血流,并看到缺血和再灌注的细胞水平效应(切断肾脏的血液供应,然后让它回流)。该团队的最后一个关键步骤是将希尔曼实验室中标准SCAPE显微镜的大尺寸缩小为适合手术室并可供外科医生在人体中使用的系统。
  • 小鼠原代海马神经元细胞的分离培养方法!
    小鼠原代海马神经元细胞的分离培养方法!海马体主要负责记忆和学习,日常生活中的短期记忆都储存在海马体中。神经元是构成神经系统结构和功能的基本单位。神经元具有长突起,由细胞体和细胞突起构成。小鼠海马神经元细胞的组织来源于实验小鼠的正常脑组织,因为海马神经元细胞类似于干细胞属于高分度分化的细胞特性,具有不能传代,不能增殖等特点,所有收到细胞后尽快使用。为了更好的服务于广大科研工作者,百欧博伟生物技术人员特提供了海马神经元细胞分离培养方法,技术因人而异仅供参考:1、试验所需仪器设备及试剂(1)仪器生物安全柜CO2细胞培养箱荧光倒置显微镜高速冷冻离心机电热恒温鼓风干燥箱(2)试剂耗材T25细胞培养瓶血球计数板细胞培养孔板红细胞裂解液神经元完全培养基0.25%胰蛋白酶(含0.02%EDTA)多聚甲醛(PFA)DAPITriton X-100山羊血清NSEGoat anti-Rabbit lgG(H+L)Cross-Adsorbed Secondary antibody,Alexa Fluor 594Fluoromount-G荧光封片剂2、分离培养方法1) 取1-10 d的新生小鼠。用75%的乙醇浸泡,2) 在冰浴的PBS中分离海马,PBS洗涤3次,剪碎,3) 用0.25% Trypsin + 0.1% Ⅰ型胶原酶37℃水浴振荡消化30min,4) 用FBS终止消化,轻轻吹打,5) 过100 μm 滤网,6) 收集滤液,300 g离心5 min,7) 用完全培养基重悬沉淀,铺瓶。3、免疫荧光3.1.实验步骤(1)细胞爬片取3片玻璃片于24孔板中,每孔加入培养基1mL,加入细胞0.02million个/孔。置培养箱2h或过夜。(2)固定细胞爬片后,吸出培养基,用PBS洗1遍,加入4% PFA于4℃固定30min。用PBS洗3×5min/次。也可最后一次不吸出PBS,放4℃过夜。(3)破膜封闭将玻片除去水分,置于培养皿支撑物上,玻璃片封闭液配置:0.5% Trition X-100与PBS 1:1混合,再加10% 血清,取50uL破膜封闭液滴于防水膜上,将玻片上有细胞的一面盖上2h。(4)一抗孵育一抗配制:抗体与PBS 1:100(200)稀释破膜封闭后,取50uL一抗于防水膜上(湿盒中),将玻片(有细胞的一面)盖上置于4℃(最多可放置一周)(5)二抗孵育室温避光孵育二抗(二抗:PBS=1:500)2h后,PBS洗3×5min/次,染DAPI(DAPI:PBS=1:1000)5min,PBS洗3×5min/次。(6)包埋玻片上各滴1滴Fluoromount-G,将有细胞的一面盖上。鉴定细胞为P1代细胞3.2.检测结果(1)细胞免疫荧光鉴定照片阴性100X-DAPINSE100X-DAPI(2)检验基本情况:经免疫荧光鉴定,该细胞纯度达到90%以上。除了上述的细胞分离方法以外,百欧博伟还有很多关于其他细胞的分离方法,想要学习的小伙伴可以来百欧博伟进行现场学习,如果想要其他原代分离培养方法,可打电话或咨询相关技术人员哦。
  • Nature:人造肉!
    在未来的某一天,当你在餐馆里点上一份美味的牛排或香酥的烤鸡,而餐厅员工告诉你,这肉不是来自屠宰场,而是在工厂中的生物反应器中生长出来的,你还会吃吗?不需要传统养殖、屠宰和加工过程,仅仅在实验室培养动物细胞,这就是培养肉(人造肉)的生产过程。2013年,马斯特里赫特大学的生物医学工程师Mark Post团队制造了世界上第一块培养牛肉汉堡。自那时起,培养肉技术不断改进并快速商业化发展,目前为止,全球有150多家公司正在研发培养肉(从碎牛肉到牛排、鸡肉、猪肉和鱼肉)。根据一份行业报告,培养肉生产工厂投资额已经达到了27.8亿美元。2023年7月4日,Nature杂志发表了题目为“Lab-grown meat: the science of turning cells into steaks and nuggets”的报道,该报道总结了培养肉的发展前景和挑战。【培养肉的不同制作方法】活组织提取细胞制作方法培养肉的一般制作方法是从动物中取一块活组织样本,将细胞培养在养分溶液中使其繁殖,促使它们分化成成熟的肌肉或脂肪,并可能通过运动肌肉细胞并使其形成纤维。一些产品,包括GOOD Meat的某些产品,将动物细胞与植物材料结合,制成口感肉质的块状食品。梅特大学马斯特里赫特的Mosa Meat公司从牛的组织样本中提取肌肉干细胞,培养成肌肉纤维。然而,细胞分裂有限,需要频繁供应新鲜细胞。瑞士联邦理工学院的Ori Bar-Nur获得GFI资助,研究小分子混合物如何促进细胞增殖和分化,提高产量和降低成本。这一方法可以更快、更便宜地制造更多的肌肉纤维。“不老细胞”制作方法另一种选择是使用“不老细胞系”,理论上可以通过一次活组织样本喂养全世界。这些不老细胞系可以通过基因修改或偶然发现(如著名的HeLa人类细胞和多种来自小鼠和鹌鹑的研究细胞系)来制备。以色列雷霍沃特的Believer Meats(前身为Future Meat Technologies)在其自发不老鸡成纤维细胞的研究上有所突破。成纤维细胞是一种生长快且易于培养的结缔组织细胞,可以转化为类似脂肪的细胞。研究以非常高的密度生产了细胞,这有望降低成本并增加产量。他们正在兴建一座设施,计划每年生产1万吨培养肉,比其他工厂的产量高几个数量级。 GOOD Meat位于加利福尼亚州的试点工厂【培养肉面临的挑战】成本高昂 培养肉行业面临的主要科学和工程挑战在很大程度上与十年前相同:寻找最佳的起始细胞,调配出良好的“饲料”以帮助它们生长,并完善制造过程的物流。而这整个过程中,成本最高的部分是细胞所需的“饲料”——氨基酸、生长因子等蛋白质、糖、盐和维生素的混合物。实验室细胞系的传统饲料基于一种叫做胎牛血清的牛血衍生物,但这也带来了动物福利和可持续性的问题。在为GFI准备的报告中,辛克和CE Delft的团队列出了培养肉制造的预测。最乐观的情景是每公斤成本可降至约6美元,而传统肉类的基准成本为每公斤2美元。然而,其他研究更为悲观,预测未来培养肉的最低成本每公斤为37美元。正如墨尔本莫纳什大学的生物技术学家Paul Wood表示:“有些人喜欢使用‘哦,这就像酿造啤酒一样’的想法。但这和酿造啤酒完全不同。”他表示,培养动物细胞比培养微生物更加困难,因此成本更高。健康隐患一些研究人员表示,食用不老细胞的安全性尚未完全确立,这些细胞可能会积累突变,可能导致肉中的肿瘤。但联合国粮农组织(FAO)在三月份发布的一份关于培养肉安全性的报告中指出,根据目前的科学认识,这种细胞在包装、烹饪和消化过程中的存活及其可能带来的伤害,“与目前的科学理解不一致”。此外,大多数公司的目标是生产与传统肉类营养上等价或更好的产品。但红肉的许多有害健康问题仍然存在。与植物和动物混合制成的加工动物-植物杂交产品,例如由植物和鸡脂合成的鸡块,可能含有人工色素或添加剂。FAO指出,与其他食品一样,培养肉将需要限制有害细菌、过敏原、残留抗生素、生长激素和其他因素。能源消耗制造培养肉的初衷是探索一种更可持续和环保的肉类生产方法,以减少对传统畜牧业的依赖并减轻对土地、水资源和温室气体排放产生的巨大压力。然而,到2030年,制造培养肉仍将比牛肉生产每公斤需要多约60%的能源。虽然根据分析,如果能源来自可再生资源,培养肉的碳足迹可能会比传统肉类更小。 GOOD Meat的细胞培养鸡肉虽然培养肉仍面临着如成本、营养性和市场接受度等挑战,但它被认为是一种潜力巨大的创新解决方案,有望为未来的食品生产和可持续发展做出重要贡献。今年6月,美国监管机构批准了培养肉,使得美国成为全球第二个将这种食品推向市场的国家。UPSIDE Foods公司与三星级米其林大厨Dominique Crenn合作,计划在她目前的鱼食餐厅销售该培养肉。也许在不久的将来,有机会吃到“实惠又营养”的培养肉,你会尝试吗?
  • Nature!庄小威团队利用MERFISH技术绘制小鼠全大脑分子可定义和高空间分辨的细胞图谱
    在哺乳动物的大脑中,许多不同类型细胞形成复杂的相互作用网络,从而实现广泛的功能。由于细胞的多样性和复杂的组织,人们对大脑功能的分子和细胞基础的理解受到了阻碍。单细胞RNA测序(scRNA-seq)和单细胞表观基因组分析的发展使发现大脑中许多分子上不同的细胞类型成为可能[1,2]。然而,这些研究中有限的样本量可能导致对大脑细胞多样性的低估。此外,了解大脑功能背后的分子和细胞机制不仅需要对细胞及其分子特征进行全面的分类,还需要详细描述分子定义的细胞类型的空间组织和相互作用。在更精细的尺度上,细胞之间的空间关系是通过相邻分泌和旁分泌信号传递的细胞间相互作用和通信的主要决定因素。虽然突触通信可以发生在细胞体相距较远的神经元之间,但神经元和非神经元细胞之间的相互作用以及非神经元细胞之间的相互作用通常借助直接的体细胞接触或旁分泌信号,因此需要细胞之间的空间接近。而且涉及局部中间神经元的相互作用也倾向于发生在空间近端神经元之间。因此,一个高空间分辨率的全脑细胞图谱对于理解大脑的功能极其重要。来自美国哈佛大学的庄小威教授课题组使用多重误差鲁棒荧光原位杂交(MERFISH)技术对整个成年小鼠大脑中大约1000万个细胞中的1100多个基因进行了成像,并通过整合MERFISH和scRNA-seq数据,在全转录组尺度上进行了空间分辨的单细胞表达谱分析。研究人员在整个小鼠大脑中生成了5000多个转录不同的细胞簇(属于300多种主要细胞类型)的综合细胞图谱,将该图谱与小鼠大脑共同坐标框架进行定位,可以系统量化单个大脑区域的细胞类型组成和组织,并进一步确定了具有不同细胞类型组成特征的空间模块和以细胞渐变为特征的空间梯度。这种高分辨率的细胞空间图—每个细胞都具有转录组表达谱,有助于推断数百种细胞类型对之间的细胞类型特异性相互作用和预测这些细胞-细胞相互作用的分子(配体-受体)基础和功能。总之,此研究不仅为大脑的分子和细胞结构提供了丰富的见解,而且为其在健康和疾病中的神经回路和功能障碍奠定了基础。该结果于近日发表在Nature上,题为“Molecularly defined and spatially resolved cell atlas of the whole mouse brain”。研究小组通过MERFISH技术对横跨4只成年小鼠(1雌3雄)大脑整个半球的245个冠状面和矢状面切片上进行成像,根据DAPI和总RNA信号,单个RNA分子被识别并被分配到细胞,进而得到单个细胞的表达谱。总之,该研究对成年小鼠大脑中大约1000万个细胞进行成像和分割,包括11个主要的大脑区域:嗅觉区、等皮层(CTX)、海马形成、皮质底板(CS)、纹状体(ST)、苍白球、丘脑、下丘脑(HT)、中脑、后脑和小脑。基于典型相关性分析整合MERFISH数据和scRNA-seq数据,采用K最近邻(k-NearestNeighbor,KNN)分类算法对MERFISH细胞进行分类。为了对不同大脑区域的细胞类型组成和组织进行系统定量,他们将MERFISH生成的细胞图谱注册到艾伦脑科学研究所发布的小鼠脑三维图谱第三版(Allen Mouse Brain Common Coordinate Framework,CCFv3)[3],可将每个单独的MERFISH成像细胞及其细胞类型身份标签放入3D CCF空间(图1)。图1 对整个小鼠大脑的分子定义和空间分辨的细胞图谱(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)据统计,整个小鼠大脑由46%的神经元和54%的非神经元细胞组成,神经元细胞与非神经元细胞的比例在后脑中最低、在小脑中最高。神经元细胞包括315个亚类和超过5000个集群,其类型也表现出很强的区域特异性,大多数神经元亚类仅在11个主要区域中的一个区域富集。这11个主要区域包含了不同数量的细胞类型,尤其是后脑、中脑和下丘脑所包含的神经元细胞类型的数量以及局部复杂性远远高于其它大脑区域。基于神经递质转运体和参与神经递质生物合成相关基因的表达,他们将成熟的神经元分为8个部分重叠的组别。其中,谷氨酸能神经元和γ-氨基丁酸(GABA)能神经元分别约占神经元总数的63%和36%,谷氨酸能与GABA能神经元的比例在不同的大脑区域中差异很大,而5-羟色胺(5-HT)能、多巴胺能、类胆碱能、甘氨酸能、去甲肾上腺素能和组胺能神经元仅占神经元总数的2%(图2c)。谷氨酸能神经元和GABA能神经元广泛分布于全脑,可分为具有不同空间分布的不同细胞类型;在谷氨酸能神经元中,Slc17a7(Vglut1)、Slc17a6(Vglut2)和Slc17a8(Vglut3)在不同的脑区分布存在差异,Slc17a7主要位于嗅觉区、CTX、海马形成、CS和小脑皮层,而Slc17a6主要位于HT、中脑和后脑(图2d,e)。他们还观察到两个未成熟神经元(IMNs)亚类:一种是抑制性的,一种是兴奋性。抑制性IMNs由30个簇组成,沿脑室下区(SVZ)分布,通过前连合处延伸至嗅球;兴奋性IMNs由七个簇组成:簇516主要位于嗅觉区域,而其它簇沿海马体形成的齿状回分布(图2f),这与之前关于海马形成中成人神经发生的发现一致[4]。图2 神经元细胞的类型和空间分布(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)非神经元细胞包括23个亚类和117个簇。通过量化,研究小组发现在整个大脑中,非神经元细胞由30%少突胶质细胞、6%少突胶质细胞前体细胞(OPCs)、28%血管细胞、23%星形胶质细胞、8%免疫细胞和5%其它类型细胞组成。一些非神经元细胞类型,特别是星形胶质细胞和心室系统中的细胞也表现出很强的区域特异性。星形胶质细胞包括36个细胞簇,最大的两个集群Astro 5225和Astro 5214,分别占星形胶质细胞总数的48%和33%。基本上每个Astro星团都显示出独特的空间分布,Astro 5225只位于端脑区,Astro 5214只位于非端脑区,Astro 5215位于丘脑,Astro 5216位于后脑,Astro5231-5236位于嗅球,Astro 5207位于小脑,Astro 5222位于齿状回,Astro 5208富集于靠近软脑膜表面的髓质,Astro 5228、5229和5230位于SVZ沿线,延伸至嗅球,并与抑制性IMNs广泛共定位(图3d)。少突胶质细胞在纤维束中富集,在整个脑干中十分丰富,而OPCs则均匀分布地整个大脑;在集群水平上,一些少突胶质细胞和OPCs也表现出区域特异性,如Oligo 5277在皮层中富集,而Oligo 5286在后脑中富集(图3e)。与心室系统相关的细胞也呈现区域特异性分布,在第三脑室,下丘脑室管膜—胶质细胞位于腹侧区域,而ependymal细胞占据背侧区域,Hypendymal细胞位于第三脑室背侧的下联合器,心室内的主要细胞是脉络膜丛细胞和血管软脑膜细胞(VLMCs)。除了VLMC 5301和VLMC 5302,大多数VLMC集群被限制在软脑膜(图3f)。图3 非神经元细胞的类型和空间分布(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)接下来,研究团队为每个细胞定义了一个局部细胞类型的组分矢量,并使用这些矢量聚类细胞,从而得到了包含相似邻域细胞类型组成的细胞的“空间模块”(图4a)。他们确定了16个一级空间模块和130个二级空间模块,一级空间模块将大脑分割成与CCF中定义的主要大脑区域基本相吻合的区域,一个显著的差异是中脑和后脑之间的边界(图4b,c)。许多2级空间的模块与CCF中定义的子区域一致,但观察到更多的差异(图4d)。此研究中的空间模块描述是基于单个细胞的转录组范围内的表达谱所定义的细胞类型,因此比CCF中脑区描述的信息具有更高的分子分辨率,空间梯度代表了对该区域的分子轮廓的更精确的描述。图4 空间模块:分子定义的大脑区域(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)考虑到在某些情况下,细胞的基因表达谱可能会表现出渐进或连续的变化,他们因此检查了所有的细胞亚类,结果发现细胞的空间梯度广泛分布在大脑的许多区域。例如,颅内(IT)神经元在整个CTX上形成了一个连续的梯度,在这个区域,基因表达沿皮层深度方向逐渐变化,但第2/3层IT神经元的分离更为明显(图5a)。在纹状体中,D1和D2中棘神经元均沿背外侧-腹内侧轴形成空间梯度(图5b,c)。在外侧间隔复合体(LSX)中,几个GABA能亚类沿着背腹轴形成了一个梯度(图5d)。在海马体的CA1、CA3和齿状回区域和中脑的下丘中也观察到空间梯度。他们也观察到了一些非神经元细胞之间的空间梯度,如下丘脑室管膜—胶质细胞,沿着第三脑室的背腹轴形成了一个连续的梯度(图5e)。通过基于UMAP(一致的多方面逼近和投影以进行降维)的基因表达可视化分析,他们发现一个大规模的跨越HT、中脑和后脑区域的空间梯度(图5f)。图5 分子定义的细胞类型的空间梯度(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)最后,他们分析了亚类水平上的细胞类型,并推断单个大脑区域中细胞类型特异性的细胞-细胞相互作用(包括非神经元细胞间,非神经元细胞和神经元之间以及神经元间)。几百对细胞亚类被确定,统计学结果显示有显著的相互作用。预测的大多数具有相互作用的细胞类型对包含多个配体-受体对,与同一细胞类型对中的非近端细胞对相比,近端细胞对的表达显著上调,为这些细胞间相互作用的分子基础提供了见解。在非神经元细胞之间,发现内皮细胞和周细胞均与大脑中的边缘相关巨噬细胞(BAMs)、巨噬细胞有显著的相互作用。在这两种情况下,与非近端细胞对相比,来自层粘连蛋白信号通路的配体-受体对在近端细胞对中均明显上调,一些细胞因子(内皮细胞中的Cytl1和周细胞中的Ccl19)在BAMs近端血管细胞中表达上调,这说明大脑中的血管细胞可能利用这些细胞因子来招募巨噬细胞(图6d,e)。小胶质细胞也被发现与内皮细胞、周细胞之间的显著相互作用;与内皮细胞相比,周细胞与小胶质细胞相互作用的可能性更高,而与BAMs相互作用的趋势则相反(图6f,g)。他们还观察到神经元和非神经元细胞之间的显著相互作用,例如星形胶质细胞和抑制性IMNs在嗅球中、星形胶质细胞和兴奋性IMNs在海马形成中表现出显著的相互作用。此分析也预测了一些神经元亚类之间的相互作用,例如,海马形成过程中Pvalb枝形吊灯状GABA神经元和CA3谷氨酸能神经元之间、IPN Otp Crisp1 GABA神经元和中脑的DTN-LDT-IPN Otp Pax3 GABA神经元之间的相互作用。图6 细胞间的相互作用和通信(图源:Zhang, M., et al.. Nature, 2023)文章结论与讨论,启发与展望通过MERFISH技术成像约1000万个细胞,并将MERFISH数据与全脑scRNA-seq数据集整合,该研究生成了一个具有高分子和空间分辨率的、横跨整个小鼠大脑的分子定义的细胞图谱。进一步将该图谱注册到了艾伦脑科学研究所发布的CCF中,提供了一个可被科学界广泛使用的参考细胞图谱,使科研人员能够确定每个大脑区域不同转录细胞类型的组成、空间组织和潜在的相互作用。一方面,非神经元细胞与神经元细胞或非神经元细胞之间的相互作用,以及配体-受体对、基因的相关上调,为测试不同非神经元细胞类型的功能作用提供了切入点。另一方面,将转录组成像与不同行为范式下的神经元活动成像相结合可以揭示神经元的功能角色[5]。未来的研究将结合空间分辨的转录组学分析和各种其它特性的测量(如表观基因组谱、形态学、细胞的连通性和功能、系统的基因扰动方法),将有助于大家阐述大脑的分子和细胞结构的功能和功能障碍在健康和疾病中的作用。MERFISH(Multiplexed Error-Robust Fluorescence In Situ Hybridization),一种空间分辨的单细胞转录组学方法,经过近年的发展已成为生命科学领域中最具有前景的单细胞测序技术之一。该技术独特的原理和方法,可实现对单细胞进行多重靶向探测,从而深入研究细胞的生物学特性,对于疾病诊治及药物研发等方面也有着广泛的应用价值。
  • Cell Research|邓宏魁/李程等课题组合作利用小鼠二细胞胚胎建立具有形成类囊胚能力的新型全能性干细胞
    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。
  • 明美1250万像素高分辨率相机助力小鼠贴壁细胞观察
    近日,为了提高医院医疗水平,进一步规划和凝练医疗方向,深州市人民医院对小鼠细胞的观察效果提出了更高的要求。明美专业工程师经过详细的沟通了解,针对博士的特殊需求,为其推荐了明美生物倒置显微镜mi52搭配研究级1250万高像素显微数码相机msx2的组合方案,并免费提供专业的样机演示服务,展现了明美在显微成像领域的专业素养。此次项目中,博士需要观察的是小鼠细胞中的贴壁细胞,这种细胞在培养过程中,必须有可以贴附的支持物表面,其依靠自身分泌或培养基中的贴附因子才能在该表面生长增殖,因此,对观察使用的显微成像产品要求极高。通过明美专业工程师的多次沟通,以及产品推荐使用,最终选定使用明美生物倒置显微镜mi52搭配研究级显微数码相机msx2来进行观察研究。msx2是明美最新研发的1250万高像素科研级数字相机,采用1英寸大靶面高性能的成像芯片,设计usb3.0数据传输接口,具有高分辨率、颜色还原准确和高灵敏度的特点,其优秀的色彩表现,是液基细胞分析、免疫组化、骨髓细胞分析等对颜色要求高的病理诊断的理想工具。此外在明暗场、相衬、偏光、dic、荧光成像等领域同样表现出色。下图为使用明美生物倒置显微镜mi52与研究级显微数码相机msx2、ms60进行观察: 下图为明美生物倒置显微镜mi52与研究级显微数码相机ms60镜头下的小鼠细胞图片: 下图为明美生物倒置显微镜mi52与研究级显微数码相机msx2镜头下的小鼠细胞图片: 使用机型:明美生物倒置显微镜mi52 研究级显微数码相机msx2。
  • 用磁场做导航 纳米机器人精准搏杀肿瘤细胞
    团队用靶向给药微纳米机器人在小鼠身上做了实验。他们用了乳腺癌细胞种植的皮下肿瘤模型,对30只小鼠跟踪了30天。团队发现,这种方法对小鼠肿瘤确有靶向杀伤作用,且对周围正常组织的影响最小。  上映于1966年的科幻电影《神奇旅程》,讲了这么一个故事:为给一名科学家实行高难度血管手术,5名医生被缩小成头发丝大小,置于针筒中,注射进他体内。5人驾驶着“潜艇”,躲过了免疫细胞的攻击,一路乘风破浪,成功完成任务。  50多年过去,当初的幻想,已经部分成为了现实。微纳米医疗机器人,就被认为是一种颇具前途的智能给药平台,目前被广泛用于肿瘤的靶向治疗。  近日,北京航空航天大学机械工程及自动化学院“卓越百人”副教授、博士生导师冯林课题组,研究出了一种新的更为智能的肿瘤靶向机器人。它有了伪装,还有了导航,能够在磁场的驱动下,精准抵达战场,投掷杀伤肿瘤的弹药。  让巨噬细胞吞下纳米药物,变身微纳米机器人  让纳米机器人装载药物,到达指定地点,定向治疗炎症或清除肿瘤,这是医学纳米技术的终极目标之一。但传统微纳米机器人在人体内的运动,其实靠的是分子之间的结合力,这是一种“被动靶向”,难免脱靶。“就好比我们知道,人群中具有某种特质的两类人可能会碰上。但茫茫人海中你最后碰上的是不是想要的人,其实要打一个问号。”冯林说。  而且,也如当初那部电影里所展示的,被注射进人体内的纳米机器人,稍有不慎,就会遭到兢兢业业工作的免疫细胞的攻击。  能不能让这类医疗机器人更为安全且精准地到达要去的地方?  2016年从日本回国后,冯林就一直思考这个问题。在北航机器人所的支持下,冯林和陈华伟老师合作申请获批了国家重点研发计划—机器人重大项目“靶向给药微纳米机器人”。在一次讨论中,陈华伟问可不可以让活细胞作为载体。这句看似很随意的提问提醒了冯林:直接让活的细胞吞进载药纳米颗粒变身微纳米机器人行不行?  他们想到了巨噬细胞——这是一种喜欢吞食并处理异物的细胞。  合适的载体和“伪装”找到了,接下来,就是设计机器人的“导航系统”。  磁性纳米颗粒可以由磁场来控制,药物释放可以利用红外或者超声波。几乎是从零开始,冯林团队自行设计了复合磁控系统。他们从电子线圈开始设计,一点点调整、摸索技术参数。磁性纳米颗粒进入小鼠体内后,通过这套系统,他们可以在体外对其行走路径进行高精度控制。  再接下来,就是让磁性纳米颗粒装载药物,并让它在合适地点,通过合适方式,释放药物。  这款机器人其实设计有许多层。在阿霉素外层,是聚乙二醇,一种具有良好水溶性的高分子化合物;再外一层,是吲哚菁绿,它是药物研究中常用的荧光标记物,帮助科研人员判断机器人所在的位置。最后他们还包裹了一层脂质体,它具有非常高的生物相容性。  团队还为机器人设计了一个开关——近场红外光。近红外光穿透表层皮肤,磁性纳米颗粒吸收光线,产生热量,会释放出阿霉素。  如此一来,纳米机器人基本实现“指哪打哪”的效果。  “接收指令,执行指令,完成任务,在我们做机械的人眼中,具备这些能力的,才是智能的机器人。”冯林说。  团队用靶向给药微纳米机器人在小鼠身上做了实验。他们用了乳腺癌细胞种植的皮下肿瘤模型,对30只小鼠跟踪了30天。团队发现,这种方法对小鼠肿瘤确有靶向杀伤作用,且对周围正常组织的影响最小。  9月,纳米科学领域权威期刊《小》(Small)以封面文章的形式报道了课题组的研究成果。  在机械学院,他们建立生物医学实验室  冯林的团队中,有好几个医学生物专业出身的博士。在他的机械实验室里,还有一块专门区域,用来做生物医学实验。  所以,你能看到这样一个略显奇特的景象——实验室里,有各类机械模型,有专业级的显微镜,以及小白鼠。  去采访时,由于已经结束了上一轮的实验,小白鼠所剩不多,正在笼子里踱来踱去,安度余生。  冯林是“80后”,本科学的电子信息工程,硕士专业是生物机器人,博士留学日本名古屋大学,跟着导师新井史人教授一头扎进了更为微观的世界——微纳米机器人。  回国后,冯林来到北航,获得北航“卓越百人”,加入了机械学院张德远老师领导的仿生与微纳系统研究所,之后又得到北京市“科技新星”资助。北航提倡“医工结合”,冯林也被聘入了北京市生物医学工程高精尖中心,更深入地进入到医疗机器人领域。  “不能只是炒概念,说纳米机器人未来能如何如何。”冯林一直存着这个念头,就是要真正把纳米机器人打入体内,真正杀死体内的肿瘤细胞。  就在不久前,冯林指导的学生团队凭借Medcreate磁悬浮胶囊机器人在第七届中国国际大学生“互联网+”创新创业大赛中获得本科生创意组全国第五名。  它用到的技术,也是“复合场磁控”。  这是一款主动可控高速图像传输型胶囊机器人,能对胃部等大体积消化道器官进行全方位无死角视频探查。胶囊机器人可以悬浮运动,无需改变患者体位,就能完成整个胃部的覆盖式检查。  冯林为学生取得的成绩高兴,但他也知道,要完善各类治疗型的微纳米机器人,还“路漫漫其修远兮”。  从小鼠到人体,从试验到临床,还需要一步步完善和摸索,这并非坦途。“你要舍得花一辈子的时间。”冯林说。
  • 文献解读丨小鼠组织中口服奥曲肽的MALDI-TOF质谱成像方法优化及评价
    本文由中国药科大学天然药物国家重点实验室药物代谢与药代动力学重点实验室所作,发表于Talanta 165 (2017) 128–135。 近年来,基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱成像(MALDI-TOF-MSI)技术受到了广泛的关注,因为它可以对动植物组织切片中不同的分子进行定位,尽管在逐点绝对定量中仍存在一些障碍。奥曲肽是一种合成的生长抑素类似物,在临床上广泛应用于预防胃肠道出血。 本研究的目的是建立一种定量显示奥曲肽在小鼠组织中空间分布的MALDI-TOF-MSI方法。在这个过程中,一个结构相似的内标物与基质溶液一起被点到组织切片上,以尽量减少信号变化,并给出良好的定量结果。通过比较奥曲肽与不同基质共结晶后MALDI-TOF-MSI产生的信噪比,选择2,5-二羟基苯甲酸作为最合适的基质。通过测定不同浓度的新鲜组织切片中奥曲肽的含量,验证了MALDI-TOF-MSI在线性、灵敏度和精密度方面的可靠性。验证的方法成功地应用于奥曲肽在小鼠组织中的分布研究。 结果表明,MALDI-TOF-MSI不仅能清晰地显示奥曲肽的空间分布,而且可以计算关键的药代动力学参数(Tmax和t1/2)。更重要的是,MALDI-TOF-MSI测定的奥曲肽的组织浓度-时间曲线与LC-MS/MS测定的结果一致。这些发现说明了MALDI-TOF-MSI在药物开发过程中的药代动力学分析潜力。使用仪器:岛津MALDI TOF、 LC–MS/MS 图1 内标对MALDI-TOF-MSI分析小鼠肝切片中奥曲肽线性的影响。(A) 小鼠肝脏切片上的兰瑞肽(内标)的质谱图,(B)加入奥曲肽标准溶液的肝脏切片光学图像,(C)5个浓度水平的奥曲肽的代表性质谱图像([M+H]+离子 m/z 1019 Da),(D) 用奥曲肽的平均信号强度绘制的奥曲肽校准曲线(n=5),(E)经内标校正后的奥曲肽的代表性质谱图像,(F) 用奥曲肽/内标的平均强度比绘制的奥曲肽校准曲线(n=5) 图2 对口服20 mg/kg奥曲肽后0、10、30、60、90和120 min采集的小鼠组织进行成像MS分析。(A)胃切片的代表性光学和质谱图像,(B)肠切片的代表性光学和质谱图像,(C)肝切片的代表性光学和质谱图像 图3 MALDI-TOF-MSI和LC-MS/MS测定奥曲肽的组织浓度-时间曲线。(A) MALDI-TOF-MSI法测定小鼠胃中奥曲肽的浓度-时间曲线 (B) LC-MS /MS法测定小鼠胃中奥曲肽的浓度-时间曲线 (C) LC-MS/MS法和MALDI-TOF-MSI法测定小鼠胃中奥曲肽的含量的相关性分析。 本研究开发了一种基于MALDI-TOF-MSI的小鼠组织切片奥曲肽定量分析方法。首次通过比较DHB、CHCA和SA提取的奥曲肽在一系列激光功率水平下的信噪比,系统研究了激光能量对MALDI基质选择的影响。结果表明,DHB、CHCA和SA的最优功率水平应分别设置为50、70和60,DHB因其较高的灵敏度和较低的基质效应最终被选为最合适的MALDI基质。兰瑞肽是一种与奥曲肽结构相似的生长抑素类似物,被用作内标,通过减小组织异质性、基质晶体异质性和激光功率波动引起的离子信号变化,提高分析的线性、准确性和精密度。然后成功地应用所开发的MALDI-TOF-MSI方法,观察口服20 mg/kg剂量后,奥曲肽在小鼠胃、肠、肝中的分布和消除过程。 结果表明,MALDI-TOF MSI不仅能清晰地显示奥曲肽在小鼠组织中的空间分布,而且使关键药物动力学参数(Tmax和t1/2)的计算成为可能。更重要的是,MALDI-TOF-MSI测定的奥曲肽的组织浓度-时间曲线与LC-MS/MS绝对定量的结果吻合较好。 文献题目《Optimization and evaluation of MALDI TOF mass spectrometric imaging for quantification of orally dosed octreotide in mouse tissues》 使用仪器岛津MALDI TOF、 LC–MS/MS作者Tai Rao, Boyu Shen,Zhangpei Zhu, Yuhao Shao, Dian Kang, Xinuo Li, Xiaoxi Yin, Haofeng Li,Lin Xie, Guangji Wang, Yan Liang Key Lab of Drug Metabolism &hamacokinets,State Key Laboratory of Natural Medicines,China Pharmaceutical University, Tongjiaxiang 24, Nanjing 210009 PR China
  • 胰蛋白酶,组织解离、细胞消化的小帮手
    胰蛋白酶(胰酶,Trypsin),CAS:9002-07-7,为蛋白酶的一种,EC3.4.4.4,是从牛、羊、猪的胰脏提取的一种丝氨酸蛋白水解酶。来源于胰腺的一种丝氨酸蛋白酶,由223个氨基酸残基组成的单链多肽,底物特异性是带正电荷的赖氨酸和精氨酸侧链。胰酶主要切割赖氨酸和精氨酸羧基端,当两者之一紧随为脯氨酸的情况除外。另外,当切割位点任一边紧邻酸性残基,胰酶水解速率也会减缓。在组织细胞的体外培养和原代细胞培养中的组织细胞分散(将组织块制备成单个细胞悬液)以及传代细胞培养中,贴壁生长细胞的消化分散均要使用组织细胞消化液。常用的消化液为胰蛋白酶,EDTA等,其功能主要是使细胞间的蛋白质(如细胞外基质)水解,使组织或贴壁细胞分散成单个细胞,制成细胞悬液用于进一步的实验。以下是absin胰酶部分产品,全部现货供应哦~胰蛋白酶(猪源)1:250 abs47014936本品是由猪胰提取而得的一种肽链内切酶,白色至淡黄色粉末。可用于制备单细胞悬浮液,胰蛋白酶在用于细胞培养时,可用PBS溶解成浓度为0.25%,也可以加入0.02%EDTA ,过滤除菌后使用。溶于水≥10mg/ml,不溶于乙醇、甘油、氯仿和乙醚。本品具有以下特点:1、对电点pI 10.5。Ca2+对酶活性有稳定作用。 2、重金属离子、有机磷化合物、DFP、天然胰蛋白酶抑制剂对其活性有强烈抑制。 3、可用于制备单细胞悬浮液或贴壁细胞的消化、分离。货号名称abs47014936猪源胰蛋白酶1:250胰蛋白酶-EDTA消化液(0.25%) abs47014938本产品含0.25%胰酶,溶于无钙镁平衡盐溶液中,经过滤除菌,可以直接用于培养细胞和组织的消化。货号名称abs47014938胰蛋白酶-EDTA消化液(0.25%)胰蛋白酶-EDTA消化液(0.25%) 不含酚红 abs47047375本品含 0.25%胰酶和 0.02%EDTA(0.53mM),溶于无钙镁平衡盐溶液中,经过滤除菌,可以直接用于培养细胞和组织的消化。本产品具有方便快速、稳定安全、细胞状态好等特点。货号名称abs47047375胰蛋白酶-EDTA消化液(0.25%) 不含酚红胰蛋白酶(牛胰) 1:2500 abs9154本品是由牛胰提取而得的一种肽链内切酶,白色或类白色粉末。溶于水,不溶于乙醇、甘油、氯仿和乙醚。其广泛应用于分子生物学,药理学等科研方面。是一种专一性催化水解赖氨酸、精氨酸羧基形成的肽键,可用于蛋白质化学研究。货号名称abs9154胰蛋白酶(牛胰) 1:2500更多absin胰蛋白酶相关产品 :货号名称abs47014938胰蛋白酶-EDTA溶液abs9154胰蛋白酶(牛胰腺)abs47047375胰蛋白酶-EDTA消化液(0.25%) 不含酚红abs44073474重组牛胰蛋白酶abs47014937Trypsin (0.25%), Phenol Redabs47014936猪源胰蛋白酶1:250abs47014940胰蛋白酶,蛋白测序级abs47014939胰蛋白酶,组织培养级Absin特色产品线(全部现货):WB相关:ECL发光液、预染marker、预制胶;IHC相关:二抗试剂盒、组化笔;IP/CoIP试剂盒;激动剂/抑制剂;血清、BSA、蛋白酶K、CTB、TTX、CEE;凋亡试剂盒;呼吸爆发试剂盒;ELISA试剂盒;重组蛋白;抗体: 二抗、标签抗体、对照抗体;定制服务(抗体/多肽/蛋白/标记/检测)...
  • 肿瘤微环境调节免疫细胞功能机制获揭示
    p   华中科技大学科研团队揭示了肿瘤微环境中肿瘤细胞与免疫细胞相互调节机制。《临床研究杂志》近日在线发表了该成果。 /p p   近年来,随着肿瘤免疫治疗,特别是Car-T细胞免疫治疗技术和免疫节点治疗在临床上的成功,深入研究肿瘤微环境对免疫细胞功能的调节机制具有重要的基础研究意义。 /p p   华中科技大学基础医学院免疫学系杨想平团队的研究发现,在小鼠模型中,皮下移植的肿瘤细胞在小鼠中生长更快,尾静脉注射的肺腺癌肿瘤细胞向肺转移结节在小鼠中明显增多,血管增多,巨噬细胞向促肿瘤表型极化增强。 /p p   杨想平团队和病理系王国平团队合作发现,在人的临床肺腺癌患者组织中,肿瘤细胞能通过其代谢产物调控巨噬细胞囊泡水解酶表达,从而使肿瘤相关巨噬细胞在肿瘤微环境中编程重组为促进肿瘤生长的免疫细胞。 /p p   该研究还发现囊泡水解酶表达高低可作为肺腺癌重要的预后标志,因此具有重要的临床意义。 /p p /p
  • 这家初创单细胞公司推出新技术:无需专用仪器 可适应多个测序平台
    英国初创公司CS Genetics正致力于将一种无需专单细胞专用析仪器的单细胞分析技术商业化,该公司称这种技术简单、灵活、易于扩展。 预计该公司将在2024年发布首个单细胞RNA测序试剂盒。首席执行官杰里米-普雷斯顿(Jeremy Preston)于2022年加入CS Genetics公司,此前曾在Illumina公司工作十多年,他表示:"我们的第一款产品将是SimpleCell™ 3′基因表达产品,名为SimpleCell,这个名字展示了我们拥有最简单的单细胞技术,没有之一。CS Genetics 技术的核心是一种单细胞索引方法,它借助所谓的动力学约束(kinetic confinement)来控制三维溶液空间内的反应动力学。"公司的基础技术是由公司创始人兼首席技术官卢卡斯埃德尔曼(Lucas Edelman)博士开发的。总体而言,CS Genetics 的动力学约束技术利用了两种专有解决方案:一种名为 CPair 的索引试剂,可将索引序列直接传递给单个细胞;另一种是动能封闭缓冲液 (KCB),这是一种双功能试剂,可实现热激活细胞裂解和动力学约束索引。更具体地说,CPair解决方案包含细胞结合分子,这些分子锚定在所谓的编码链的末端(这正是CS Genetics的名字来源),这些编码链是附着在珠子上的工程化DNA链。编码链还包含用于对核酸进行条形码处理的索引寡核苷酸。当细胞被引入CPair 试剂时,经过优化的化学计量促使 CPair 与细胞以一比一的比例结合。随后加入一种专有的粘性缓冲液,这种缓冲液的设计目的是防止索引寡核苷酸在细胞-CPair 复合物之间的空间扩散。细胞与CPair 试剂结合后,可在进一步处理前冰冻或冷藏保存。细胞配对后,加入动力学约束缓冲液,通过热激活裂解细胞,释放细胞中的核酸成分。温度升高也会释放编码链上的索引寡核苷酸,然后通过冷却反应将条形码与目标核酸杂交。之后,用户可以使用标准分子生物学技术制备测序就绪的单细胞文库。据普雷斯顿介绍,该方法的一个优点是,不需要物理分离细胞来进行单细胞定位,因此不需要专用的单细胞处理设备。此外,他还表示,该方案以溶液为基础,不涉及组合索引或乳状液,执行起来相对简单。"只要你有一台可以旋转条形试管或平板的离心机,有吸管,精准的多通道移液器,和一台热循环PCR机,你就可以进行测定,基本上就是这样。"他还表示,在细胞配对和热激活裂解之间停止这一过程的能力 "非常有价值"。"通常情况下,单细胞检测一旦开始,工作量就很大。CPair解决方案给了你巨大的灵活性——可以批量处理更多样品,也可以进行一些时间点和多参数实验。"到目前为止,该公司已在人和小鼠细胞上 "广泛"测试了这项技术,包括外周血单核细胞(PBMC)、神经元、小鼠脑组织离体细胞和脾脏组织细胞。该公司还没有在福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织样本上测试过这种方法,但普雷斯顿表示 "没有理由说它行不通"。至于灵敏度,内部数据显示,该方法可以常规地捕获每个细胞中的2000多个基因,不过普雷斯顿认为这一指标还可以更高。虽然该公司尚未最终确定其产品规格,但他表示公司的目标是每个样本最多能捕获约 5000 个细胞,此外,细胞捕获率达到 40% 以上。就周转时间而言,从进行实验到测序的工作流程大约需要七个小时,CS Genetics将努力进一步缩短周转时间。普雷斯顿表示,自动化也还有 "很大的空间",有可能为 "更大规模的单细胞研究 "采用这种方法打开大门。虽然公司的初始产品是基于Illumina测序平台开发的,但单细胞文库可以通过商业化工具包去适配到其他测序平台。他补充说,内部研究表明,使用 Element Biosciences 和 Illumina 平台对相同样本进行测序时,数据质量 "完全相同"。此外,普雷斯顿声称该公司的方法可以 "自然地获得最长的 RNA 片段",因为它 "对细胞非常温和",没有任何微流体或剪切成分。该公司还用 PacBio 测序技术测试了该产品,在没有任何优化的情况下,测序结果 "很好",读取长度达到 2 kb。定价方面,普雷斯顿表示该技术将比市场领先者 "便宜很多",同时与其他无仪器单细胞技术 "相当"。CS Genetics公司在 6 月份启动了一项技术开放计划。由于 "资源有限",该公司只接受了十几家早期客户,包括英国癌症研究中心、斯托沃斯医学研究所、苏黎世大学和纽卡斯尔大学。普雷斯顿说:"我们正在努力解决一些小问题,并提高产品的稳定性和可重复性。"该实验的 "占地面积极小",只有两个盒装组件。第一款产品设计可容纳 8 个样本,但该公司计划随后推出 16 个样本的版本。最初的目标客户将是核心实验室,但该公司也瞄准了可能在药物研发流程中部署单细胞分析的制药公司。据悉,CS Genetics 已经获得了一笔 "小额 A 轮投资",计划在 2024 年进行 B 轮融资。普雷斯顿表示,随着公司筹集到更多资金,他们将在欧洲和美国建立并扩大一支跨洲团队。目前,公司在英国剑桥设有小型研发总部,约有 20 名员工,另外,包括普雷斯顿在内的五名员工在加利福尼亚州负责商业运营。除转录分析外,该公司还计划进一步开发动力学约束技术的其他应用,如利用抗体选择性捕获单细胞。该公司还在单细胞水平上开展了蛋白质组学分析的概念验证工作。征稿通知:基因测序仪是解码生命科学的利器,因其技术壁垒高、开发难度大,市场长期被少数几家跨国企业垄断。近些年,基因测序仪市场格局正在快速发生变化,涌现出许多新企业并纷纷推出自主研发的商品化测序仪。基于此,仪器信息网特别策划“基因测序仪新势力”专题,并向测序技术研究专家、测序仪应用专家和基因测序仪企业广泛约稿,充分了解基因测序新企业、新仪器、新技术及新应用进展。投稿邮箱:lizk@instrument.com.cn点击图片了解详情
  • 2012年诺贝尔生理学或医学奖揭晓
    北京时间10月8日下午5点30分,2012年诺贝尔生理学或医学奖揭晓,英国科学家约翰戈登(John B. Gurdon)和日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)获奖,获奖理由为“发现成熟细胞可被重编程变为多能性”。   John B. Gurdon,1933年出生于英国的Dippenhall。1960年他从牛津大学获得博士学位,曾在加州理工学院做博士后。他于1972年加入剑桥大学,成为细胞生物学教授。目前他供职于剑桥Gurdon研究所。   Shinya Yamanaka,1962年出生于日本大阪。1987年他从神户大学获得MD。在转向基础研究之前,他曾受训为整形外科医生。1993年他从大阪大学获得博士学位,之后他曾供职于美国旧金山Gladstone研究所和日本奈良先端科学技术大学院大学。目前他于日本京都大学担任教授。   今年的诺贝尔生理学或医学奖颁给两位发现“成熟、特化的细胞能够被重编程为可发育成身体组织的非成熟细胞”的科学家。他们的发现革新了我们对细胞和有机生命体发育的理解。   1962年,约翰戈登发现细胞的特化(specialisation)是可逆转的。在一项经典实验中,他将一个青蛙卵细胞的细胞核替换为成熟肠细胞的细胞核。这个改变了的卵细胞发育成为一只正常的蝌蚪。该成熟细胞的DNA仍含有发育成青蛙所需的全部信息。   40多年后,山中伸弥在2006年发现了小鼠的完整成熟细胞是如何能够被重编程为非成熟干细胞。令人惊讶的是,通过导入仅仅少量的基因,就可以将成熟细胞重编程为多能干细胞,即可发育成为身体各种组织的非成熟细胞。   这两项突破性的发现彻底改变了我们对于发育和细胞特化的看法。现在,我们知道成熟细胞并不需要永远局限在它的特化功能里。历史被改写,新的研究领域产生。通过重编程人体细胞,疾病研究的新机遇获得实现,诊断与治疗的新方法获得发展。   生命——一次不断特化的旅程   我们所有人都是由受精卵细胞发育而来。在受精后的第一天里,这些组成胚胎的非成熟细胞,每一个都具有发育成成熟生命体中各种细胞类型的能力,这一类细胞被称为多能干细胞。随着胚胎的进一步发育,这些细胞发育成神经细胞、肌肉细胞、肝脏细胞以及其他各类细胞——每一种细胞都肩负起成熟身体内的一项特定使命。之前,这趟从非成熟细胞到特化细胞的旅程被认为是单一方向的。人们曾以为,细胞在成熟过程中是以这样的方式发生着改变,不可能回到非成熟、多能的阶段。   青蛙的逆发育   特化细胞功能的不可逆转一度被当成是教条,约翰戈登向它发出挑战。他曾假设,细胞的基因组或许仍然含有其发育成生命体各种类型的细胞的所需要的全部信息。1962年,为了验证他的这种假设,他用蝌蚪肠道的成熟特化细胞的细胞核替换掉青蛙卵细胞的细胞核。该卵细胞发育成一只功能完全的克隆蝌蚪并最终长成如同实验培养出的成体青蛙。成熟细胞的细胞核并未丢失功能完全的生命体发育所需的能力。   戈登这次里程碑式的发现一开始是受到质疑的,但经过其他科学家的确认,人们接受了他的发现。这项发现引起研究热潮,相关技术获得进一步发展,最终发展到哺乳动物的克隆。戈登的研究告诉我们,一个成熟特化细胞的细胞核是可以被逆转到非成熟、多能化的状态。但是他的实验是将一些细胞的细胞核抽出,然后引入另外一些细胞的细胞核。有没有可能让一个完整的细胞回退到多能干细胞呢?   往返旅程——成熟细胞返回干细胞状态   在戈登的发现40余年后,山中伸弥在一项突破性的研究中回答了这个问题。他的研究有关胚胎干细胞,分离自胚胎并在实验室中培养的诱导多能干细胞。这些干细胞最初是由Martin Evans(2007年诺奖得主)从小鼠身上分离得到。山中伸弥试图发现保持它们未成熟的基因。当几个这样的基因被鉴别出来后,他进行了测试,以确定它们是否能够重编程成熟细胞变成多能干细胞。   山中伸弥与合作者用不同的组合方式向成熟细胞中引入了这些基因,这些成熟细胞来自于结缔组织和纤维原细胞。他们在显微镜下检测了结果,最终发现其中的一个组合起作用,而其“处方”是惊人的简单。通过同时引入四个基因,他们可以重编程纤维原细胞变成未成熟干细胞!   由此得到的诱导多能干细胞(iPS细胞)能够发育成多种成熟细胞,例如纤维原细胞、神经细胞以及肠细胞等。完整、成熟的细胞可被重编程成多能干细胞这一发现在2006年一经发表,立即被认为是一个重大的突破。   从惊人发现到医学应用   戈登和山中伸弥的发现显示,在某种情况下,特化的细胞能够回拨发育的时钟。虽然它们的基因组在发育中经受了修改,但这些修改并不是不可逆的。我们就此获得了对于细胞和有机体发育的一种新观点。   近年的研究显示,iPS细胞能够生成机体所有不同种类的细胞。这些发现也为全球科学家提供了新工具,使得他们在医学的许多领域做出了非凡的成就。iPS细胞也能从人体细胞中获得。   例如,可从罹患各种疾病的病人身上获得皮肤细胞,进行重编程,并在实验室进行检测以确定它们与健康人体细胞的不同。这些细胞对于理解疾病机制提供了无价的工具,从而为开发医学疗法提供了新机会。   诺贝尔奖网站官方公告(英文)
  • 优秀!北京元森凯德登陆多篇知名期刊
    (一) 应用于肺纤维化肺纤维化(pulmonary fibrosis,PF)是一种间质性肺疾病,以巨噬细胞、淋巴细胞等炎症细胞在肺间质浸润、纤维母细胞增生及纤维结缔组织沉积于肺间质致使出现弥散性肺泡炎和肺泡结构紊乱,并最终导致肺间质纤维化为特征,是一系列慢性肺部疾病的最终结局。空军军医大学唐都医院&西京医院科研团队在(影响因子18.9、SCI 1区)Bioactive Materials 32 (2024) 488–501发表《Profibrogenic macrophage-targeted delivery of mitochondrial protector via exosome formula for alleviating pulmonary fibrosis》, 在肺纤维化这一病理过程中,促纤维化巨噬细胞亚群发挥着至关重要的作用,这使得该亚群的特征至关重要。较高的肺巨噬细胞与纤维化呈正相关。在CD206+ M2的Mø mitohigh亚群中,以动力蛋白Drp1的高表达为特征,所有雄性C57BL/6小鼠(8-10周)被安置在一个特定的无病原体(SPF)动物设施中,所有动物实验程序均经空军军医大学动物实验与伦理委员会批准。C57BL/6小鼠用1%戊巴比妥钠(50 mg/kg)麻醉,使用北京元森凯德生物技术有限公司(BEI JING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD)研制生产的动物雾化吸入相关仪器对PBS稀释的BLM(5U/kg,40μl/小鼠)进行雾化给药,通过流式细胞术和RNA-seq分析,基于外泌体的治疗干预,不仅确定了Mø mitohigh为促纤维化巨噬细胞,而且还提供了一种通过可配制的外泌体组合来逆转PF的有效策略。(二)应用于慢性支气管炎慢性支气管炎炎(chronic bronchitis, CB)简称慢支,是由感染或非感染因素导致得气管、支气管粘膜及其周围组织的慢性非特异性炎症。本病发生与慢性刺激有关,如与吸烟、有害粉尘、烟雾(生物燃料)、大气污染等得长期刺激有关。此外,病毒、细菌、或致敏源、气候变化等均可致患者发病。北京中医药大学中药学院&西藏藏医药大学科研团队发表《LPS 诱导慢性支气管炎急性发作大鼠模型的建立和评价》,通过多次气道内雾化给药的方式建立脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)致大鼠慢性支气管炎急性发作(acute exacerbations of chronic bronchitis, AECB)模型,探讨 LPS 诱导慢性支气管炎急性发作的可行性。36 只 SD 大鼠按体质量随机分为空白组、模型组、复方甘草组,使用北京元森凯德生物技术有限公司(BEI JING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD)研制生产的动物雾化吸入相关仪器将1 mg/mL 的 LPS 溶液雾化喷入大鼠气管,第 6、13、20 天雾化给药 25 μL,第 23、27 天雾化给药50μL,进行 AECB 的模型制备,实验于第 30 天采集标本。复方甘草组较模型组可明显减轻 AECB 大鼠肺组织的炎症损伤和肺出血程度,减轻气道上皮杯状细胞增生以及气道壁周围胶原纤维沉积,改善肺功能等。多次气道内雾化吸入 LPS 可成功建立大鼠 AECB 模型。距离2024年国自然申请越来越近了,千言万语不如国自然中标。北京元森凯德(YSKD)将以卓越的技术、优质的产品、完善的服务致力于成为业内优质的实验仪器设备供应厂商。我们的目标是:服务用户至上,让科研仪器的使用变得更简便和高效。春天我们辛勤耕耘播种,等待秋天收获,祝福每一个申报国家自然科学基金的科研工作者,所得皆所愿,所遇皆所求,所求皆所得,所盼皆所期。愿你所想,皆你所愿,愿你平安喜乐,星途璀璨。
  • 透射电镜样品制备技术之生物样品制备流程
    透射电镜样品制备技术之生物样品制备流程透射电镜常用的50-100 kV电子束来说,样品的厚度控制在10~100 nm为宜。由于电镜产生的电子束穿透能力很弱,需要把标本切成厚度小于0.1 µ m以下的薄片才适用,这种薄片称为超薄切片(Ultrathin sectioning)。常用的超薄切片厚度是50-70 nm,也可进行冷冻超薄切片。超薄切片技术是为透射电子显微镜观察提供薄样品的专门技术,研究材料类、生物类样品的基本技术,尤其是观察细胞、组织、器官等的超微结构以及亚细胞结构常用的技术。也是电镜细胞化学、免疫电镜等技术的关键性技术。它在生物学的发展过程中占据重要的地位,目前各种细胞、组织的超微结构知识几乎都是由它提供的。冷冻超薄切片机 Leica EM UC7制备流程取材→固定→脱水→包埋(渗透、包埋、聚合)→超薄切片→电子染色(生物类)取材→清洗→包埋(渗透、包埋、聚合)→超薄切片→电子染色(材料类)生物样品超薄切片要求:(1)细胞的细微结构保存良好,没有明显的物质凝聚、丢失、添加等人工效应;(2)切片厚度50-100 nm为宜:太薄反差低;太厚反差好,但结构重叠,电子束不能穿透;(3)切片应耐电子束的强烈照射,不变形不升华;(4)切片能够适当被染色,保证一定的反差;(5)切片均匀,无皱褶、刀痕,无染色剂或其他化学物质的沉淀。取材目地和要求(1)新鲜。(材料离体后1-5 min内进入固定液,避免细胞自溶和结构变化)(2)体积小。(厚度(3)机械损伤小。(动作轻巧,器械锋利,避免对组织的挤压和推拉,建议用剃须刀片、手术刀片、手术剪刀。)(4)低温操作,器械、容器、固定液均需预冷(降低酶的活性,减少组织自溶)。(5)取材部位准确,且注意材料的方向性和定位。固定目的和要求:终止组织细胞的生化过程同时把它们的超微结构改变控制在最小范围内,并保护这些结构在后续的脱水、包埋等过程中不被破坏;将蛋白、离子等内容物保留在原位,以便后续的研究。固定液:固定剂+缓冲液(1)破坏细胞的酶活性系统(2)稳定细胞物质成分,并保存之(3)接近细胞生活状态的渗透压,使细胞不收缩或膨胀(4)在组分的分子之间建立交联,提供骨架稳定细胞器的空间构型(5)提供一定的电子反差固定剂:戊二醛(C5H8O2):渗透性好,保存蛋白质、酶活性,稳定糖元,无电子染色作用,固定脂类和膜差。可长时固定(低温可达半年)。锇酸(OsO4):强氧化剂,固定脂类、膜结构,有电子染色作用;破坏酶活性。多聚甲醛:优良地保存酶活性,用于细胞化学。缓冲液:仿效细胞外液成分,对细胞富有生理保护。维持稳定的pH值;提供适当的渗透压;提供适当的离子成分使样品不抽提,不沉淀。固定方法:常用双固定法,用戊二醛对样品前固定,漂洗后使用锇酸对样品进行后固定。影响因素: 1.pH值:动物组织7.2-7.4,植物6.8-7.0,高度含水组织8.0-8.4 2.缓冲液类型:磷酸缓冲液、二甲砷酸盐缓冲液等,0.05-0.1 mol/L 3.渗透压:KCl, NaCl, 蔗糖调节 4.固定剂浓度:戊二醛2-6%,四氧化锇1-2% 5.材料大小:0.5-1 mm³ 操作步骤:戊二醛固定液:有细胞壁的样品5%,无细胞壁样品3%。加入缓冲体系,确保生物样本内外渗透压,避免细胞萎缩或吸涨。切取一小块组织,置入预冷的戊二醛固定液(3-5%)中,4℃预固定20分钟后,捞出置于洁净的保鲜膜或培养皿上(已滴有预冷的固定液),在固定液中用将组织切成2-5 mm长, 2-3 mm宽, 1 mm厚的细条,移入盛有预冷的戊二醛固定液的离心管中,4 ℃固定过夜。1.植物细胞的细胞壁和液泡会阻碍固定液迅速渗入。植物材料内部存有的空气,往往使材料漂浮于固定液面之上,由此影响到植物组织的固定效果。组织放入戊二醛固定液后,可用真空泵抽出组织内部的气体,使材料沉入固定液中。2.动物样本的取材,可将动物麻醉或急性处死后切取组织。或者采用原位固定、流灌固定后再切取所需组织。3.细胞培养的样品,轻微并短暂离心,倒净培养液后,加入预冷的固定液,4℃固定10 min后,低温6000 rpm/min离心5 min(离心力不可过大,离心时间不可过长,避免机械挤压),去上清,滴加新鲜固定液并重悬,4℃固定过夜。脱水用适当的有机溶剂取代组织和细胞中的游离态水分,使之能与包埋剂混合。要求:脱水要彻底;更换液体动作要迅速;脱水时间不宜过长;固定后的样品要充分漂洗。脱水剂:乙醇、丙酮、环氧丙烷等。步骤:逐级梯度脱水30%→50%→70%→80%→90%→95%(以上步骤每次15-20 min)→100%(2-3次,每次15 min)→100%丙酮(20 min) 包埋1.渗透:用包埋剂或混合液逐渐取代组织内的脱水剂(或前介质),使细胞内外所有的空隙被渗透液填充,使包埋剂逐步渗透到组织细胞内部,以便与细胞外的包埋剂同时聚合。包埋剂:聚合有良好的切割性能,软硬度易调节粘度低,易渗透;溶于脱水剂;电子透明度好,并具有一定的反差,聚合要充分、均匀,聚合温度要尽可能低;本身无结构,热稳定性好,可耐电子束轰击;来源丰富,且各批号性能尽可能一致;切片易染色,且对人体无害。常用Epon 812、Spurr、LR white等步骤:逐级梯度渗透,脱水剂:包埋剂3:1 → 1:1 → 1:3 →纯包埋剂2.包埋:将渗透好的样品块放入到适当的包埋模具中,灌装上纯包埋剂包埋。3.聚合:加温聚合形成固体基质,牢固地支撑整个细胞结构或组织,制成适于机械切割的固体包埋块,利于切片。步骤:37℃(12 h)→45 ℃(12-48 h)→60 ℃(24-48 h)超薄切片制刀:常用玻璃刀、钻石刀。刀上要装水槽,并注入槽液。槽液要求:不与材料发生化学反应,干净无杂质;液面与刀口基本平行;低粘度,蒸发量小;有一定的表面张力,有利于漂浮切片。常用的槽液:双蒸水、二甲基亚砜(DMSO)、甘油水溶液等。修块:除去组织周围多余的包埋介质和不感兴趣的部分,以提供较大的有效观察面积。并修成一定形状、大小的包埋块截面,便于连续切片。可手工、机械修块。切片:装块→装刀→对刀→加水→切片→捞片注意事项:对刀是关键;槽液用新鲜溶液;温度20~25℃,相对湿度60%;室内无空气流动,清洁,防止震动;刀槽密封,否则漏水。电子染色利用高密度的重金属染色剂(铅、铀)与细胞某些微细结构或成分结合,以增加样品局部的电子散射能力,提高电镜图像反差的方法。染色实质上是增大电子密度,电镜图像灰度不同。电子显微镜图片均为黑白灰,无彩色。常用染色剂:醋酸铀:主要染核酸、核蛋白、细胞核、结缔组织。要避光,有微弱的放射性柠檬酸铅:主要染膜结构、脂类、核酸。易与CO2反应成沉淀,染色中应避免。步骤:单染:铅盐单染,铀盐单染。双染色:醋酸双氧铀染色→漂洗→柠檬酸铅染色→漂洗→干燥。双染色较为常用。材料样品取材后可用丙酮清洗样品表面,直接包埋(渗透、包埋、聚合),超薄切片、电子染色(锇酸熏染)。
  • 细胞和组织保持其形状的方法!
    细胞和组织保持其形状的方法!百欧博伟生物:长期以来,科学家一直在思考身体的组织如何在面对生长,受伤和其他力量时保持僵硬。在一项新研究中,耶鲁大学的研究人员描述了这一神秘过程,这是健康细胞和组织功能的关键。为了探讨这个话题,zishen作者Stefania Nicoli和她的同事Martin Schwarz首先关注人体细胞,特别是控制动物组织刚性的成纤维细胞。他们发现,除了能够正向调节组织硬度的基因外,还有一个微小的RNA网络可以抵消这种僵硬。这些microRNA控制蛋白负责维持组织收缩,粘附和结构。这些基因一起创造了“机械稳态”或平衡,在压力下保持组织稳定性。研究小组在小鼠和斑马鱼的细胞中观察到了同样的现象,表明这种机制在脊椎动物中是常见的,可追溯到数百万年前。这一发现可以提供对纤维化发展的了解 - 可导致疾病的组织增厚和瘢痕形成。Nicoli说:“它可能能够解释早期纤维化疾病,”这是癌症和高血压等疾病的一个因素。“如果你足够早地发现纤维化过程,你可以逆转它。”欢迎访问中国微生物菌种查询网,本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司,单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务!与国内外多家研制单位,生物医药,第三方检测机构,科研院所有着良好稳定的长期合作关系!欢迎广大客户来询!
  • 基于免疫细胞的肿瘤诊断新方案
    癌症仍然是威胁人类健康最大的敌人之一,虽然目前针对癌症的治疗方案有了很大的发展,但是癌症治愈难并且治疗费用高的现状仍然不会在短时间内得到改善。因此,除了在治疗阶段应对癌症外,早期的诊断检出仍然是降低肿瘤死亡率的重要手段。除常规筛查外,内源性肿瘤标志物的检测成为当前发展的新兴技术,其中包括CTC,ctDNA以及肿瘤外泌体等的检测。内源性标志物检测的难点在于体内标志物会快速清除且检测背景高以及体内无法富集都是导致它们应用难以推广的重要原因。为解决这个难题,美国斯坦福大学医学院的Sanjiv Gambhir博士团队对免疫细胞中的巨噬细胞进行改造,成功在小鼠肿瘤模型中实现肿瘤细胞的早期检测和跟踪标记。其主要策略是:通过对巨噬细胞进行改造,在肿瘤诱导产生的M2型巨噬细胞的启动子后面标记上生物发光的标记。当在肿瘤环境中,可以更加诱导巨噬细胞向M2型分化,并启动荧光素酶基因的表达。利用该策略可以检测出转移瘤以及皮下瘤的发生。目前,这项技术可用于检测直径小至4毫米大小的肿瘤,不仅更加优于常规肿瘤体积检测,而且与常见生物标志物检测相比,如体外RLU方案,CEA指标检测方案 ,ctDNA,qtPCR方案等检测,表现出更高的灵敏度。参考文献Sanjiv S. Gambhir et al. Engineered immune cells as highly sensitive cancer diagnostics. Nature Biotechnology (2019).
  • 双光子显微切割系统带你领略硬组织切割的高效新玩法
    硬组织的病理观测对于研究骨骼、牙齿等器官疾病的发展具有很重要的意义。但是硬组织由于其本身硬度大难以被传统的薄片切割机直接切割,因此在切割之前往往需要脱钙处理,使其软化以达到刀片所能够承受的硬度范围内进行切割。但是钙质作为骨骼和牙齿的组成部分,进行脱钙将不可避免的丢失所研究器官中的信息,尤其是在含钙量高的牙釉质等部位中。同时,钙在早期硬组织愈合如牙质修复、骨创伤愈合等过程中也起着重要作用。另外脱钙还不可避免的改变了硬组织的形貌,诸如厚度变化、褶皱、软硬组织分离等问题。因此寻找无需脱钙的切割方法对于研究硬组织研究是十分必要的。随着激光技术的发展,这一难题有望得到解决。对于刀片切割来说,受到刀片材料本身的限制,无法切割比刀片更硬的物体,但是这个困难在激光切割中并不存在 。然而激光切割也有其缺点:先作为一种高能光束,其本身蕴含的能量较高容易灼伤物体表面,从而影响切割效果;另外受到激光在穿透物体时将不可避免的被所穿透物体中的组分散射,从而限制了激光切割的深度。近几年发展较为迅速的双光子聚焦技术给激光3D切割带来了新的可能。双光子切割具有如下优势:先双光子能够穿透一定深度的样品,因此能够直接在物体内部进行切割,进而实现对组织深层区域的切割;其次双光子的聚焦点能够控制,可实现以往切割设备不能实现的3D切割;另外双光子一般采用近红外激光作为激发光源,这类激光往往拥有佳穿深并且对于蛋白的吸收较低,基本不会灼伤样品。后双光子切割相比于传统打磨方法来说更为,样品的损失更少。 在制样上来说,双光子切割也十分的简单。根据目前文献上主要采用的方法可以总结为:先使用醛固定,然后使用PMMA包埋,接下来使用双光子激光切割设备切割,经过简单打磨后,就可以染色压片了。这比起传统的硬组织切割步骤更为简单,制备时间更短。并且制备效果比传统方法更优。 双光子切割实际效果图精选观察骨组织的修复过程激光切割人体四腰椎垂直切片前部。C. SEM D. PLM E. SEM + PLM。从图中可以清晰看到骨组织表面修复。 观察基因缺陷对骨组织的影响 小鼠胫骨的SEM图像。A.Phospho1敲除(KO)的胫骨近端显示非矿化基质类骨;B. 胫骨骨干。白色箭头显示骨髓内表面的骨样斑块。黑色箭头显示位于皮质血管的骨样区(向下至20-50 lm区域)的大小变化;C. 膝盖。致密纤维结缔组织骨膜位于白色箭头处;D.WT的对照关节。 观察手术后的骨组织再生 节段性缺损愈合的组织形态学评价。a-d。Safranin Orange/von Kossa染色观测修复手术愈合效果的胫骨代表性图片,LA,外侧;ME,内侧;PR,近端;DI,远端,对侧钢板。e.手术后周内采集的对照样本作标本图片。自体松质骨移植(ABG)对蜂巢的增强作用黑色(蓝色星)和支架中心孔内明显的截骨术血肿(白色星)仍然可见。 牙齿病理观测 大鼠牙本质切片观测 人牙齿切片观测参考文献[1] Will, Fabian, and Heiko Richter. "Laser‐based Preparation of Biological Tissue: Femtosecond lasers speed up histological procedures in Medtech." Laser Technik Journal 12.5 (2015): 44-47[2] Kunert-Keil, Christiane, et al. "Histological comparison between laser microtome sections and ground specimens of implant-containing tissues." Annals of Anatomy-Anatomischer Anzeiger 222 (2019): 153-157.[3] Joner, Michael, et al. "Very late scaffold thrombosis: insights from optical coherence tomography and histopathology." EuroIntervention 13 (2018): e2169-e2173.[4] Will, Fabian G., et al. "Laser microtome: all optical preparation of thin tissuesamples." Commercial and Biomedical Applications of Ultrafast Lasers VII. Vol. 6460. International Society for Optics and Photonics, 2007.[5] Ngezahayo, A., et al. "Intracellular manipulation of single cells using ultrashort laser pulses: mitochondria and cytoskeleton." EUROPEAN JOURNAL OF CELL BIOLOGY. Vol. 88. [6] Schwerk, Birthe, et al. "Comparison of two prototypes of a magnetically adjustable glaucoma implant in rabbits." PloS one 14.4 (2019): e0215316.
  • 武大医学病毒研究所严银芳团队研制出干细胞抗癌新药
    摘要干细胞治疗癌症可能是最有效的办法,国内外已开始有干细胞治疗肿瘤进入临床应用。但由于肿瘤发生的基因突变机制相当复杂,就目前的技术水平还很难以在基因结构水平上彻底治疗肿瘤。肿瘤属表观遗传学疾病☆。针对癌基因治疗工程应该是以表观遗传学为基础理论手段来彻底根治。要通过表观遗传学手段将癌基因复制持久能转变为其他动能或转移至另一分子,这才是根治癌症最有效途径之一。基因工程量子技术手段为我们制备出安全适用的干细胞抗癌药物增添了新的途径。广谱抗癌新药一抑癌间充质干细胞就是这样一种崭新的全能技术。 间充质干细胞低免疫原性,全能性,是发展成广谱抗肿瘤药物的重要支撑间充质干细胞具有独特 低免疫原性和全能性,在大量的同种异体动物 临床移植实验中都表现出和角膜移植类似的免疫豁免特性。无论采用静脉注射、皮下注射、复合骨诱导或其它方式移植, 间充质干细胞的耐受原效应都不受影响。间充质干细胞属于多能干细胞。具有多向分化潜能、可分化为脂肪、骨、软骨、肌肉、肌腱、韧带、神经、肝、心肌、内皮等多种组织细胞,连续传代培养和冷冻保存后仍具有多向分化潜能,间充质干细胞的这种全能性,是发展成广谱抗肿瘤药物的重要支撑。同时干细胞中未分化细胞miRNAs是一类含量丰富的非蛋白编码小分子 RNA, miRNAs主要是与靶 mRNA的 3′UTR区域结合 ,抑制 mRNA的翻译或直接使 mRNA降解 ,能调节多种生物功能。一些 miRNAs,如 miR2 172 92,可能作为致癌基因 而另一些 miRNAs,如 miR2 15,可作为抑癌基因 ,它们在肿瘤的发生、发展过程中起着重要作用。(在干细胞中有致癌基因,又有抑癌基因怎样发挥抑癌基因作用,又怎样消除致癌基因致癌性,全面统一调控它们抗癌生物活性,这才是抑癌间充质干细胞的独特功能。临床应用干细胞之所以不成功矛盾的地方有赖于此)。抑癌间充质干细胞根治癌症原理抑癌间充质干细胞就是利用基因工程技术敲除间充质干细胞中未分化细胞miRNAs,如 miR2 172 92等致癌基因磷酸化物质。保留利用miRNAs,如 miR2 15等抑癌基因,具有独特低免疫原性和全能性的间充质干细胞。抑癌间充质干细胞是一种广谱抗肿瘤新药。抑癌间充质干细胞抗肿瘤药物原理是利用细胞基因平衡原理一利用抑癌间充质干细胞小分子RNA, miRNAs去平衡沉默癌基因的一种基因工程技术。我们是利用高分子生物滤过装置,在滤过装置中配置高效的活性生物分子药物,对流过癌细胞透析仪的间充质干细胞中的癌基因生长因子直接起到逆转作用,逆转后的间充质干细胞,直接生成抑癌间充质干细胞(抑癌基因}重新输入癌基因原发灶(平衡沉默修复癌基因),彻底性的杀灭原发灶中的癌细胞及重新编辑扶正缺陷免疫细胞的抗癌功能。有句成语叫解铃还须系铃人。比喻谁惹得麻烦就还得需要谁去解决。癌是细胞核DNA裂变。DNA复制持久性增长还得依靠DNA疗法,RNA疗法,蛋白质疗法来解除转移癌的复制持久能。研究癌基因弛豫现象是解除癌症的根本保证。如何解除癌DNA激发态,返回细胞稳定基态不能再通过复制衰变过程,而是要通过分子间转移或将DNA复制能转变为动能或转移至另一分子,这才是根治癌症最有效途径之一。此方法有很多。我们可以从手术切下肿瘤组织、肿瘤术后引流液中、癌性胸腹水获取DNA,RNA来能制取抗癌药物。但都是来自于患者,获取受患者组织局限性不能广泛应用。我们也可以从过继性免疫疗法中获取来解除转移肿瘤复制能。例如肿瘤浸润淋巴细胞TIL、TCR-T以及CAR-T三种过继性免疫疗法中获取免疫球蛋白肽键能,来快速解除DNA核能。但免疫球蛋白分子能比DNA核能小要千万倍。虽然这些方法有很多,但都属制备性技术。不是一种独特的抗癌药物。抑癌间充质干细胞的出现,它意味着抑癌间充质干细胞正在快速成长为一种广谱抗肿瘤药物。抑癌间充质干细胞制备技术抑癌间充质干细胞制备技术及工作原理不同于分子遗传学基因工程技术敲除方法,这种量子生物学技术为我们制备临床安全应用抑间充质干细胞抗癌药物增添了一个新的途径。干细胞开发与化学小分子、生物大分子在内的结构和成分明确药物有着很大的不同,干细胞是活细胞,具有异质性,其大小、形态具有一定的差异,在功能、行为、状态方面也不同。同种间充质干细胞在不同微环境中可以发挥不同作用并有潜在致恶性肿瘤风险.挑战了传统药物开发的一些基本理念和规律。然而抑癌间充质干细胞则不同,它是通过滤过装置中配置高效的活性生物分子药物处理后,消除了干细胞基因中所有的生长因子,只保留了间充质干细胞DNA,RNA分子结构基因和成分.因此是明确并相对稳定的细胞DNA,RNA分子体系。抑癌间充质干细胞全部属抑癌基因结构,质量可控这才是抗癌药物的基础和前提。抑癌间充质干细胞制备方法及工作程序不同于普通透析与过滤。透析(HD)仅仅清除小分子有毒物质排出体外;滤过透析(HDF)是过滤增强对中分子毒素的清除作用。癌细胞透析技术优于单纯透析与过滤。癌细胞透析是在组织液透析的基础上,利用胞质效技术,交换DNA蛋白质分子高低激发态物质来平衡时空的量子技术及药物。抑癌间充质干细胞制备技术由三项专利技术组成:生物时间机器专利技术,癌细胞透析仪专利技术,生物减速剂抗癌技术,可用于生产抑癌间充质干细胞抗肿瘤药物,或者直接应用临床对癌症患者进行癌细胞透析治疗,治疗实体癌细胞及重新编辑扶正缺陷免疫细胞的抗癌功能。治疗设备及活性生物分子药物都是国家在册药典药物,可以直接应用于临床,并且能立杆见影。根治肿瘤疗效100%.不需投资,可以直接临床应用及推广产品。抑癌干细胞抗癌成果初见成效我们从手术切下的肿瘤组织、肿瘤术后引流液、癌性胸腹水中获取DNA,RNA制取抑癌干细胞miRNAs等药物。输入癌细胞原发灶,能修复沉默癌基因,彻底杀灭原发灶中的癌细胞及重新编辑扶正缺陷免疫细胞的抗癌功能。抑癌干细胞miRNAs抗癌实验成果展示 (2013年武大医学院病毒所中心实验室)抑癌间充质干细胞给癌症治疗带来了新希望。如果在肿瘤治疗,干细胞应用上有意向合作的老师和企业家请联系我们。让我们一起为治服肿瘤,安全成功应用干细胞而共同努力。武大医学部病毒学研究所严银芳武汉市武昌东湖路115号联系电话15927431505最近几年尤其是癌症基因组测序项目的实施,使得人们开始重新审视这一理论。人们发现基因被激活或失活,并不一定要通过DNA序列改变,表观遗传调控失常也可和基因突变一样造成致癌后果。
  • 与T细胞结合的抗体衍生物靶向修复用于精准免疫治疗
    2019年11月26日,刊登在Nature communication上的研究报告指出,一种与T淋巴细胞结合的抗体衍生物,重新定向T淋巴细胞以溶解肿瘤细胞。T细胞的免疫疗法正在改变当前癌症治疗的前景。但是,缺乏合适的靶抗原,将这些策略限制在极少的肿瘤类型上。在这里,本文报道了一种T细胞结合抗体衍生物,该衍生物分为两个互补的半部分,并针对抗原组合而不是单个分子。现在,每半个部分都是半抗体,包含与抗CD3抗体的可变轻链(VL)或可变重链(VH)融合的抗原特异性单链可变片段(scFv)。当两个半抗体同时在单个细胞上结合各自的抗原时,它们会对齐并重组原始CD3结合位点以与T 细胞结合。本文表明,通过这种方法,T淋巴细胞可专门消除双重抗原阳性细胞,同时保留单个阳性癌旁细胞。这使不适合当前免疫疗法的精确靶向治疗成为可能。抗癌单克隆抗体代表了现代药物治疗中增长最快的领域之一。在临床前和临床研究中目前列出的数百种治疗性抗体和抗体衍生物中,有一些脱颖而出,其重点是将细胞毒性T淋巴细胞重新靶向恶性细胞。其中,最先进的是将嵌合抗原受体(CARs)转染到T细胞和双特异性T细胞结合抗体(BiTE),两者均使用单特异性单链可变片段(scFv)作为靶向装置。总的来说,这些抗体衍生物所针对的靶分子是存在于恶性细胞及其未转化的对应物上的分化抗原,它们的结合常常引起严重的,甚至致命的不良事件。由于适用于基于抗体疗法的真正的肿瘤特异性抗原很少见,因此本文在这里研究一种组合方法,该方法可以解决由某些类型的白血病或淋巴瘤,实体癌和其他来源的癌干细胞异常表达的抗原组合。此外,鉴于结合T细胞疗法的临床有效性,本文以双重抗原限制的方式重定向T淋巴细胞以裂解肿瘤细胞。半抗体消除体内已建立的肿瘤为了测试半抗体的潜在治疗适用性,对免疫缺陷的NOD/SCIDγ(NSG)小鼠进行了体内免疫接种。在第1天接种萤光素酶基因标记的THP-1肿瘤细胞。在第1、22和28天,尾静脉接种HLA-A2阴性的CD4和CD8供体T淋巴细胞。在第7天植入肿瘤细胞后,每天皮下分别注射:盐水、单个半抗体、两个半抗体的组合及这是双特异性T细胞结合抗体(BiTE)对照。直到第39天。为了研究半抗体是否可以相互发现以实现靶标功能互补,将构建体彼此分开注射在较远的位置,一个在颈部,另一个在后肢上。尽管所有接受盐水或单个半抗体的小鼠疾病发展迅速,并在53天内达到了安乐死的标准,但用两个半抗体对或BiTE对照治疗的小鼠却排斥了已建立的肿瘤(下图a)。接受半抗体对或BiTE对照的小鼠的总生存期显著延长。上图:体内高精度靶向癌细胞a.通过IVIS Lumina XR实时生物发光成像,每周评估一次荧光素酶基因标记的THP-1肿瘤细胞的生长b.每天监测生存期,直到第110天半体技术的组合性质为特异性治疗开辟了新的领域。它可能选择性消除不适合当前免疫疗法的人类癌症,并且与旨在增强对靶标亲和力的其他双重或三重抗原特异性策略大不相同。尚不清楚半抗体是否会诱导细胞因子释放综合征,这是双特异性T细胞结合抗体(BiTEs)或针对抗原(例如CD19)的CAR-T细胞的主要缺陷。在这种情况下,甚至用半抗体处理单个靶分子也是合理的,以便将T细胞活化专门限制在肿瘤部位,同时减少血管内T细胞活化和全身细胞因子分泌。 综上所述,本文研究的半体技术将成为用于组合高精度免疫靶向以消除恶性细胞及其他恶性肿瘤的通用平台。
  • JCI 郑亮团队发现遗传性平滑肌瘤病和肾细胞癌综合征新型诊断和代谢机制
    遗传性平滑肌瘤和肾细胞癌(HLRCC associated RCC)是常染色体显性遗传肾癌,由延胡索酸酶基因FH的胚系或体系突变、缺失以及甲基化失活导致。与其他常见的肾细胞肿瘤相比,HLRCC associated RCC具有Ⅱ型乳头状肾癌特点,也会偶发集合管癌和透明细胞癌等。该型肿瘤常表现为单侧或单病灶,呈囊性,或囊性实性混合生长,且侵袭性远强于其他肾细胞癌,在肾原发病灶较小且局限时(1.5厘米),也可能出现淋巴结转移或远处转移,转移部位常见于肺,预后极差。由于FH-缺陷患者队列研究的不足,迄今缺乏有效药物和标准治疗方案。临床诊断主要通过基因测序或组织病理学或医学影像分析进行术前诊断,但疾病的复杂性和多样性使得早期诊断较为困难,因此对于该疾病的诊断新方法亟待探索。2023年4月13日,上海交通大学医学院附属儿童医学中心郑亮团队和仁济医院张进,徐云则团队合作,在Journal of Clinical Investigation(影响因子IF=19.477)在线发表题为Circulating succinate-modifying metabolites accurately classify and reflect the status of fumarate hydratase-deficient renal cell carcinoma的研究论文。 研究团队在多年研究基础上,组建了全国范围的多中心延胡索酸酶基因突变携带者队列,阐明了基因延胡索酸酶失活突变在肿瘤与携带者中的代谢异常机制。揭示血液小分子suc-cys和suc-ado可以准确诊断延胡索酸酶的胚系或体系突变,其AUCROC=0.97,为临床上遗传性平滑肌瘤和肾细胞癌的诊断提供了新的视角。 △HLRCC-associated患者I/II期和III/IV期的Kaplan-Meier总生存期分析(点击查看大图)研究队列由来自 16 个中心的 252 名参与者组成:其中FH 缺陷 (FH-MT) RCC 患者77例,临床分型为I、II、III 和 IV 期;77例FH-MT患者中70例携带种系突变,7例为散发性突变,涉及错义、无义、移码和大规模缺失。在所有 FH-MT 患者中,47 名有家族史。FH-野生型 (FH-WT) RCC (n=88) 患者是新招募的,包括各种亚型的患者。以及新招募的无肿瘤 (NC) 个体的正常对照和 9 岁和性别匹配。我们首先对 77 名 FH-MT RCC 患者进行了 Kaplan-Meier 生存分析,显示 I/II 期患者的平均生存期明显长于 III/IV 期患者(P = 0.007),表明早期诊断具有明显的生存获益。△HLRCC-associate病人血浆的组学分析(点击查看大图) 本研究共使用了 n = 268 份血浆样本。来自 10 名 FH-MT RCC 患者、10 名 FH-WT RCC 患者和 10 名 NC 个体的样本 (n = 30) 被选为发现集。单独的验证集 (n = 238) 包含 67 个 FH-MT 样本、78 个 FH-WT 样本和 77 个 NC 样本。主成分分析结果表明,肿瘤中 FH 遗传状态和疾病阶段的血浆代谢物的潜在聚类,来自 ROCAUC 分析的前 20 种代谢物使 FH-MT 样品与其他两组的样品清晰分离。涉及氨基酸代谢、脂类代谢、TCA循环及核苷酸代谢途径。其中 suc-cys、suc-ado、琥珀半胱氨酸-甘氨酸 (suc-cys-gly) 和肌酸核苷水平具有很强的相关性,并且似乎是肿瘤负荷的最佳预测因子,被确定为监测 FH 变异患者和肿瘤负担潜在生物标志物。△FH突变型和野生型PDX小鼠模型血浆生物标志物的关联(点击查看大图) 进一步采用移植患者来源的肿瘤异种移植物 (PDX),以监测真正的人类肿瘤对血浆代谢物的影响,FH 突变型小鼠肿瘤的生长速度与野生型相当。在FH 缺陷型 PDX 的小鼠血浆中,检测到suc-ado、suc-cys 和 suc-cys-gly,并随时间推移,随着肿瘤生长成比例地增加。这些结果表明,suc-cys和suc-ado具有出色的反映肿瘤状态的敏感性。更重要的是,皮下肿瘤手术切除后一天血浆代谢物降至基础水平。△HLRCC-associated患者的临床诊断效能(点击查看大图) 为了验证发现集和小鼠临床前模型的结果,我们采用独立验证集进行了验证,其中包含来自 67例 FH突变型患者、FH野生型患者和 67个健康受试者的 238 个血浆样本。通过同位素标记的内标对 suc-ado 和 suc-cys 的血浆浓度进行了定量分析。结果表明,两种代谢物在 FH突变型病人血浆中均显着升高。 Suc-cys和suc-ado 可以显著区分健康受试者与FH突变型患者,ROCAUC = 0.983,suc-ado 的 ROCAUC = 0.930。以及突变型及野生型FH RCC(suc-cys: ROCAUC = 0.980 suc-ado: ROCAUC = 0.923)。提示所选择的Suc-cys和suc-ado,可作为常规筛选 FH 突变携带者,以及 RCC 患者分型的生物标志物。△HLRCC-associated诊断与代谢机制示意图(点击查看大图) 进一步的机制研究显示,在小鼠模型中,肿瘤微环境中肾脏组织的蛋白级联和协同作用导致肿瘤来源的多肽转化为小分子suc-cys和suc-ado。 本文总结 目前对于高转移性肾癌,除了在早期阶段的肿瘤切除外,尚无有效的治疗方法。作者筛选的suc-cys和suc-ado,可靠地反映了基因突变状态和肿瘤负荷,在早期诊断,转移复发和预后的效果都较好,填补了肾癌肿瘤代谢标志物的空白。研究团队的成果对于寻找适合快速诊断、筛查和监测的无创血浆生物标志物的探索,为出生基因缺陷型健康筛查和复发难治型肾癌的精准治疗带来新希望。 作者信息上海交通大学医学院附属儿童医学中心研究员郑亮为第一作者和通讯作者,上海仁济医院泌尿科张进教授为共同通讯作者,伍小宇为共同作者。文章中非靶向代谢组学,脂质组学,以及标志物定量使用Thermo Q Exactive Plus完成。
  • 【阿拉丁】FITC标记多糖——荧光探针下的多糖世界
    FITC标记多糖——荧光探针下的多糖世界 荧光素异硫氰酸酯(Fluorescein Isothiocyanate, FITC)是一种绿色荧光染料,广泛应用于生物标记和成像技术。多糖作为重要的生物大分子,参与了众多生物过程和功能。将FITC标记在多糖上,使其在荧光显微镜或流式细胞仪等设备下进行可视化和定量分析,在生物医学研究中具有重要意义。本文将着重介绍几类常见的FITC标记多糖,并详细讨论其在实验技术和生物医学应用中的重要作用。 常见的FITC标记多糖 FITC标记透明质酸 透明质酸(Hyaluronic Acid, HA)是一种天然存在于结缔组织、上皮组织和神经组织中的多糖。它在组织修复、细胞迁移、肿瘤生物学等方面具有重要作用。通过FITC标记透明质酸,可以实现对其在细胞和组织中的动态分布和代谢途径进行研究。 FITC标记葡聚糖 葡聚糖(Dextran)是一种由葡萄糖单元组成的多糖,常用于血浆扩容剂和药物载体。FITC标记葡聚糖主要用于研究其在生物体内的分布和清除过程,以及在药物输送系统中的作用。 FITC标记几丁质和壳聚糖 几丁质(Chitin)和壳聚糖(Chitosan)是由N-乙酰葡糖胺和葡糖胺组成的多糖,广泛存在于甲壳类动物的外骨骼中。FITC标记几丁质和壳聚糖用于研究其在生物降解、生物相容性以及作为药物递送载体中的应用。 FITC标记海藻酸钠 海藻酸钠(Sodium Alginate)是一种从褐藻中提取的阴离子多糖,常用于生物材料和药物递送系统。通过FITC标记海藻酸钠,可以研究其在生物材料中的作用和性能,如细胞包裹和释放机制。 实验技术 荧光显微镜成像 FITC标记多糖在荧光显微镜下具有优异的成像效果。通过共聚焦显微镜,可以获得多糖在细胞内外的三维分布图像,研究其在细胞迁移、组织修复和药物递送中的动态变化。1. 样品制备:将FITC标记的多糖加入细胞培养基中,与细胞共同孵育一段时间后,固定细胞并进行染色。2. 成像:使用共聚焦显微镜对样品进行成像,获取多糖在细胞中的分布图像。 流式细胞术分析 流式细胞术是用于定量分析FITC标记多糖在细胞表面结合和摄取情况的重要技术。通过检测细胞内外的荧光强度,可以研究多糖与细胞表面受体的相互作用及其在细胞内的代谢过程。1. 细胞处理:将FITC标记的多糖加入细胞悬液中,与细胞孵育适当时间后,用缓冲液洗涤去除未结合的多糖。2. 检测分析:使用流式细胞仪检测细胞的荧光强度,分析多糖在细胞中的结合和摄取情况。 生物材料表征 FITC标记多糖在生物材料中的应用广泛,通过荧光标记技术可以直观地观察多糖在材料中的分布和降解情况。1. 材料制备:将FITC标记的多糖掺入生物材料中,制备成所需形态(如水凝胶、薄膜)。2. 表征分析:使用荧光显微镜或荧光光谱仪检测材料中的荧光分布,研究多糖在材料中的分布和降解特性。 生物医学应用 细胞成像与跟踪 FITC标记透明质酸、葡聚糖等多糖在细胞成像中应用广泛。通过荧光显微镜,可以实时跟踪多糖在细胞内外的分布,研究其在细胞迁移、组织修复和肿瘤生物学中的作用。1. 细胞迁移:FITC标记透明质酸可以用于研究其在细胞迁移过程中的作用,揭示其在创伤愈合和癌细胞转移中的机制。2. 组织修复:通过标记透明质酸,可以研究其在组织修复中的分布和作用,优化治疗策略。 药物递送系统 FITC标记海藻酸钠、壳聚糖等多糖在药物递送系统中的应用,为提高药物的靶向性和疗效提供了新的思路。通过荧光追踪技术,可以监测药物在体内的分布和释放情况,优化药物递送系统。1. 药物释放监测:FITC标记海藻酸钠微球可以用于研究其作为抗癌药物载体的效果,追踪药物在肿瘤组织中的释放和分布。2. 靶向递送:FITC标记壳聚糖纳米粒子可以用于研究其在靶向递送中的性能,提高药物的治疗效果和减少副作用。 疾病诊断与治疗 FITC标记多糖在疾病诊断和治疗中具有重要应用。通过荧光标记技术,可以开发新的生物标志物用于疾病的早期诊断和疗效监测。1. 早期诊断:FITC标记透明质酸可以用于检测血清中透明质酸水平的变化,作为肝纤维化的早期诊断标志物。2. 疗效监测:通过标记多糖,可以实时监测治疗过程中生物分子的动态变化,评估治疗效果。 生物相容性与免疫研究 FITC标记几丁质和壳聚糖在生物相容性和免疫研究中应用广泛。通过荧光标记技术,可以直观地观察多糖与细胞或组织的相互作用,评估其生物安全性和免疫调节作用。1. 生物相容性:FITC标记壳聚糖可以用于研究其在生物医用植入材料中的生物相容性,优化其制备工艺和应用效果。2. 免疫调节:FITC标记细菌多糖可以用于研究其在免疫细胞中的摄取和处理机制,揭示其在感染和免疫调节中的作用。 技术挑战与解决方案 尽管FITC标记多糖在生物医学研究中具有广泛的应用前景,但在实际操作中仍存在一些技术挑战。1. 标记效率:多糖分子结构复杂,标记位点有限,可能导致标记效率较低。通过优化反应条件,如调整pH值、反应温度和时间,可以提高标记效率。2. 标记均一性:多糖分子大小和结构的异质性可能导致标记的不均一性。为克服这一问题,可以通过改进多糖的纯化和预处理方法,获得更加均一的多糖样品。3. 标记稳定性:FITC标记的多糖在储存和使用过程中,可能会发生荧光淬灭或脱落。为提高标记稳定性,可以优化标记反应条件,并在储存和使用过程中注意避光、防潮,低温保存。 未来发展方向 随着生物医学技术的发展,FITC标记多糖的应用前景将更加广阔。1. 多功能标记:通过结合多种荧光染料,可以实现多功能标记,研究多种生物分子的相互作用和调控机制。2. 智能药物递送:开发基于FITC标记多糖的智能药物递送系统,实现药物的可控释放和靶向治疗,提高治疗效果。3. 高通量筛选:通过高通量筛选技术,开发新型FITC标记多糖,应用于生物医学研究和临床诊断。 结论 FITC标记多糖在生物实验和生物医学研究中具有重要应用。通过荧光标记技术,可以实现多糖在细胞和体内的可视化和定量分析,促进了多糖在细胞迁移、组织修复、药物递送、疾病诊断和治疗等方面的研究。尽管在技术应用中仍面临一些挑战,但通过不断优化和改进,FITC标记多糖将在未来生物医学领域发挥更加重要的作用。 阿拉丁:https://www.aladdin-e.com
  • 研究发现促进多组织再生、延缓衰老的小分子代谢物
    再生是机体修复受损、病变或衰老组织的重要过程。从低等动物到人类,不同物种具有不同程度的再生能力,且这种能力随着物种的不断进化而逐步降低。例如,低等动物中的蝾螈能够实现断肢的完全再生,而包括人类在内的多数哺乳动物仅具备有限的再生和损伤修复能力。哺乳动物中,鹿角是唯一能够完全再生的器官。尽管高度进化的物种能在组织损伤时启动相应的再生修复程序,但这种再生修复的能力会随年龄增长而逐渐降低。众所周知,干细胞在组织再生和修复的过程中具有关键作用。例如,蝾螈可以通过形成芽基组织(一群去分化的具有干性的细胞)来完成肢体的再生。同样地,在每年的鹿角再生过程中,位于鹿角骨膜的鹿茸干细胞可以分化产生包含血管、软骨、骨、真皮和神经在内的完整鹿角器官。人类成体干细胞,如间充质干细胞,在多种组织和器官的再生修复过程中均起到重要作用,但这些干细胞的数量和再生能力同样会随着机体年龄的增加而降低。  虽然研究已发现机体再生能力随进化和衰老而逐步丧失的规律,但分子机制尚不明确。内源性小分子代谢物在不同物种间相对保守;然而,迄今为止,关于能够调节衰老和再生的小分子代谢物知之甚少。通过向自然界存在的低等动物的再生过程学习,以及向具有较强再生能力的年轻组织和干细胞学习,理论上有望发现跨物种保守的、调节再生和衰老的关键代谢小分子,从而为解码再生的代谢调控机制,发现促进再生、延缓衰老的关键代谢物提供新的线索和思路。  2月1日,中国科学院动物研究所刘光慧研究组、曲静研究组,与中科院北京基因组研究所(国家生物信息中心)张维绮研究组合作,在Cell Discovery上,在线发表了题为Cross-species metabolomic analysis identifies uridine as a potent regeneration promoting factor的研究论文。该研究解析了跨物种、跨年龄、跨组织的代谢分子特征,解码了与较高再生能力密切相关的代谢调节通路,鉴定了一系列能改够延缓人类干细胞衰老、促进多组织再生的关键通路和小分子代谢物,为衰老的科学评估、衰老相关疾病的防治以及再生医学的发展提供了潜在的分子标记物和干预策略。  该研究跨物种、跨年龄、跨组织地绘制多种细胞类型的代谢图谱,包括蝾螈断肢再生的芽基、鹿茸干细胞、年轻和年老食蟹猴的多种组织(脑、心脏、肝脏、肌肉、肾脏、脂肪、皮肤、血液)以及年轻和衰老的间充质干细胞,系统揭示了一些跨物种保守的、再生相关的代谢通路。例如,再生能力强的生物样本更倾向于富集多胺代谢、尿嘧啶代谢和脂肪酸代谢通路。进一步结合人类干细胞衰老的研究平台,研究细致的筛选潜在的促再生代谢物,发现小分子代谢物尿苷(Uridine)可以明显提升衰老人间充质干细胞的自我更新能力。进一步研究显示,尿苷处理可以在5种小鼠的组织损伤模型(肌肉损伤模型、肝纤维化模型、毛发再生模型、心肌梗塞模型和关节炎模型)中助力损伤或病变组织的再生修复。在肌肉损伤模型中,尿苷有效提升了肌肉的再生修复能力、缓解了肌肉损伤引起的炎症反应,同时增强了小鼠的肢体抓力和系统运动能力;在肝脏纤维化模型中,尿苷缓解了四氯化碳诱导的肝纤维化,有效改善了肝功能的多个生理指标;在毛发再生模型中,尿苷处理可以刺激毛囊提前进入生长期,从而促进毛发的生长;在心肌梗塞模型中,尿苷能有效缓解急性炎症、提升损伤心脏的收缩能力;在关节炎模型中,尿苷可以促进关节软骨再生、提升小鼠的关节运动能力。上述研究表明,单一代谢物尿苷能够促进哺乳动物多器官组织的再生修复过程。与年轻个体具有较强的再生能力一致,年轻人血液中具有比老年人更高的尿苷含量。科研人员进一步探索了尿苷处理是否可以增强老年个体的生理机能。结果发现,两个月的口服尿苷处理可以增强老年小鼠(22月龄)的生理机能,表现为肢体抓力和运动能力的显著提升。这些发现从多个层面证实了尿苷具有抑制人类干细胞衰老、促进多组织再生修复、提高老年个体生理机能的潜在活性。  该研究首次绘制了跨物种、跨年龄及跨组织细胞的内源性代谢物的全景图谱,系统解析了强再生能力所伴随的分子代谢通路。更为重要的是,该研究发现尿苷是一种能延缓人类干细胞衰老、促进哺乳动物多组织再生修复的关键代谢物。这些发现为深入认识机体损伤或病理修复的机制奠定了理论基础,并为提升老年群体的健康、预防和治疗衰老相关疾病提供了新策略。  该研究的相关数据已上传至衰老多组学数据库Aging Atlas(AA,https://bigd.big.ac.cn/aging/index)和再生多组学数据库Regeneration Roadmap(RR,https://ngdc.cncb.ac.cn/aging/index)。首都医科大学宣武医院、北京医院、北京大学第三医院等参与研究。研究工作得到科技部、国家自然科学基金、中科院及北京市等的支持。  论文链接
  • 岛津成像质谱显微镜应用专题丨多模式成像分析小鼠心肌梗塞
    简介作为一种成像技术,磁共振成像(MRI)广泛应用于日常临床诊疗中。为了在检查过程中增强对比度,可以使用几种不同的造影剂。由于五个或七个不成对电子具有出色的顺磁性,因此最常使用Fe3+、Mn2+或Gd3+。因游离形态的Gd3+具有毒性,此探针与氨基羧酸一起作为复合物给药。大多数钆造影剂(GBCA)是全身分布的,一些靶向特异性GBCA也正在研究中。图1 Gadofluorine P的结构Gadofluorine P是一种靶向造影剂,对富含胶原蛋白的细胞外基质(ECM)具有高亲和性,ECM在发生心肌梗塞(MI)时分泌。多模式生物成像技术能够可视化靶向造影剂的分布。使用激光剥蚀与电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)以高空间分辨率在元素水平上生成定量图像,而基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS)用于在分子水平上验证研究结果,提供更多分布信息,例如磷脂或血红素b的分布。材料和方法动物实验此项动物实验在明斯特大学医院临床放射学研究所Moritz Wildgruber教授的研究小组进行。使用诱导心肌梗塞六周的小鼠,注射照影剂Gadofluorine P后进行MRI检查。小鼠被处死后,取出心脏并快速冷冻。用冷冻切片机制备厚度为10μm的切片。标准品制备对于LA-ICP-MS分析,用明胶制备基体匹配标准品,用于外标 校正。明胶(10%w/w)添加9种不同浓度,范围为0至5000 μg/g Gd。另制备了厚度为10μm的标准品切片。样品制备对于MALDI-MS成像分析,将切片放置于氧化铟锡(ITO)涂层的载玻片上。先用升华法涂敷α-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA)至组织表面,然后用500μl水和50μl甲醇混合溶液喷雾于组织表面2.5分钟进行再结晶。分析条件对于LA-ICP-MS分析,使用Tygon管,将ICPMS-2030与激光剥蚀系统LSX-213 G2+(Teledyne CETAC)连接,此系统配有HelEX II池和波长为213nm的Nd-YAG激光。氦气用于剥蚀池的冲洗和传输。ICP-MS 2030配有镍采样锥和截取锥。在碰撞模式下,31P、57Fe、66Zn、158Gd和160Gd的积分时间为100ms条件下进行测量。每种标准品的标准曲线使用了10个浓度水平进行分析,并且同样的条件下分析了样品(表1)。表1 LA-ICP-MS的实验条件MALDI-MS分析使用了配有离子阱-飞行时间(IT-TOF)质谱分析仪iMScope TRIO。选择正离子模式,质量范围为m/z 700到1200。其他实验条件列于表2中。基质使用iMLayer升华20分钟。表2 MALDI-MS的实验条件结果LA-ICP-MS用基体匹配标准品进行的外标法定量分析结果显示,在高达5000μg/g的浓度范围内存在良好的线性关系,相关系数R2为0.997。采用15μm光斑尺寸时,基于158Gd的检测限(LOD)为43ng/g Gd,定量限(LOQ)为140ng/g Gd(根据Boumans[1]算出)。图2 小鼠心脏组织切片的H&E染色图2所示为连续切片的苏木精伊红染色结果,检测出心肌梗塞的区域(以黑线标出)。图3 两个连续切片的显微图像(a.和b.);经LA-ICP-MS测定的Gd定量分布(c.);Gadofluorine P的配体分布(d.);配体结构及理论峰值(青色条)、MALDI-MS测定峰值(黑线)(e.)图3所示为两个连续切片的显微图像(a.和b.)。使用LA-ICP-MS(c.),检测到健康心肌中Gd的均匀分布,平均浓度约为50μg/g。梗塞区的Gd浓度高两倍,约为110μg/g,最高值可达370μg/g。由于静脉注射造影剂的作用,心室中也存在较高浓度的Gd。这些分布可以通过MALDI-MS成像进行验证(d.)。该实验中,只能检测到Gadofluorine P的质子化配体,而不是完整的复合物(e.)。结果显示,主峰m/z 1168.39的质谱成像图与LA-ICP-MS检测的Gd分布具有良好的相关性。在心机梗塞和心室区发现了分子探针的最高强度,而健康心肌则显示出低而均匀的强度。结论 该应用表明,元素选择性(LA-ICP-MS)和分子选择性(MALDI-MS)成像技术的组合是可视化心机梗塞后小鼠心脏组织中靶向钆造影剂分布的有力工具。通过LA-ICP-MS技术实现了高空间分辨率和定量,并通过MALDI-MS在分子水平上验证了其分布。参考文献[1] P.W.J.M.Boumans, Spectrochimica Acta 1991, 46 B, 641-665.文献题目《Gadofluorine P多模式生物成像分析用于小鼠心肌梗塞研究》使用仪器岛津iMScope TRIO作者Rebecca Buchholz1、Fabian Lohofer2、Michael Sperling1,3、Moritz Wildgruber4、Uwe Karst11 明斯特大学无机和分析化学研究所 2 慕尼黑工业大学放射学研究所3 明斯特欧洲物种分析虚拟研究所(EVISA) 4 明斯特大学医院临床放射学研究所声明1、本文不提供文献原文。2、所引用文献仅供读者研究和学习参考,不得用于其他营利性活动。本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 利用丝素蛋白使缺损的软组织再生,Sofregen获投620万美元A轮
    据massdevice消息,9月15日,Sofregen Medical宣布已完成620万美元A轮融资。本轮来自Polaris Partners和其他创始投资者,使它的融资总额超过了1100万美元。这家总部位于美国马塞诸塞州梅德福的公司成立于2014年,致力于推进在美国塔夫茨大学(Tufts University)和匹兹堡大学( the University of Pittsburgh)为治疗软组织缺损开发的丝绸医疗技术。此前,Sofregen还从种子投资者筹集了160万美元,并同意在银行债务融资了350万美元,以支持Sofregen所谓的“自然愈合的纤维技术”。该公司的目标是利用丝素蛋白的生物材料特性,使缺损的软组织再生。塔夫茨大学和美国国防部再生医学研究所的研究人员发现,丝素蛋白可被重新设计成用于皮肤组织的支架。Sofregen希望利用工程支架治疗战斗创伤、去除疤痕、消除皱纹。“用丝纤维作为修复软组织的基础材料,是很有前途的。在各种各样的外科手术中,丝纤维已被证明很厉害、灵活、且具有生物相容性。有了这项技术,我们将为医生提供更好的解决方案,也将给患者更大的希望。”董事长Howard Weisman在发言中说道。“Sofregen的愿景是建立一个基于丝绸产品的平台,来解决世界上数以百万计的病人最敏感的医疗和审美需求。我们很高兴与Howard Weisman这样一位成熟的合作伙伴再次合作,他的团队有很好的定位,可以把这种优势科学应用到市场上。”Polaris partner公司的相关负责人Amir Nashat、也是Sofregen的董事会成员补充道。实际上,Sofregen并不是第一家从塔夫茨大学走出的丝绸医疗技术公司。Serica Technologies开发的SeriScaffold被用于以丝绸医疗技术修复和重塑受损结缔组织,后来被Allergan公司收购了。Serica Technologies就是从该学校的生物医学工程实验室分拆出去的。去年,FDA曾就Allergan公司对于用SeriScaffold治疗乳腺癌手术适应症的市场营销予以了警告。
  • 王凯研究组:共聚焦光场显微镜对小鼠和斑马鱼大脑快速体成像
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 8月10日23点, i Nature Biotechnology /i 在线发表了由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室研究员王凯研究组完成的题为《共聚焦光场显微镜对小鼠和斑马鱼大脑快速体成像》的研究论文。该研究发展了一种新型体成像技术:共聚焦光场显微镜(Confocal light field microscopy),可以对活体动物深部脑组织中神经和血管网络进行快速大范围体成像。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 跨脑区大规模的神经元如何整合信息并影响行为是神经科学中的核心问题,解答这一问题需要在更高时空分辨率上捕捉大量神经元活动动态变化的工具。共聚焦显微镜和双光子显微镜等运用于活体脑成像的传统工具基于点扫描,时间分辨率较低,难以研究大范围脑区中神经元的快速变化。因此,近年来科研人员一直致力于开发更快的成像方法。在多种新技术中,光场显微镜具有潜力,得到广泛关注,其特点在于可以在相机的单次曝光瞬间,记录来自物体不同深度的信号,通过反卷积算法重构出整个三维体,实现快速体成像,在线虫、斑马鱼幼鱼等小型模式动物上已获得初步应用。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 传统光场显微镜存在两个难以解决的问题,限制了其在生物成像上的应用。首先,重构的结果会出现失真。2017年,王凯研究组研发的新型扩增视场光场显微镜(eXtended field-of-view Light Field Microscopy, XLFM)解决了这一问题,并应用于自由行为斑马鱼幼鱼的全脑神经元功能成像上,首次三维记录了斑马鱼幼鱼在完整捕食行为中的全脑神经元活动的变化。其次,现有光场显微成像技术缺乏光学切片能力,无法对较厚组织,如小鼠的大脑进行成像。让光场显微镜具有共聚焦显微镜一样的光学切片能力,滤除大样品中焦层之外的背景信号来提高信噪比,是提高成像质量、可广泛应用的关键所在。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 然而,传统共聚焦显微镜采用激光逐点扫描和共轭点针孔检测来降低焦面外噪声的策略不适用于三维光场显微镜。面对这一挑战,研究团队创新提出广义共聚焦检测的概念,使其可以与光场显微镜的三维成像策略结合,在不牺牲体成像速度的前提下有效滤除背景噪声,提高了灵敏度和分辨率。这种新型的光场显微成像技术称为共聚焦光场显微镜。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究团队在不同动物样品上测试了共聚焦光场显微镜的成像能力。团队成员对包埋的活体斑马鱼幼鱼进行全脑钙成像,对比共聚焦和传统光场显微镜的成像结果,发现加入光学切片能力后,图像分辨率和信号噪声比提高,可以检测到更多较弱的钙活动。进一步的,将共聚焦光场显微镜和高速三维追踪系统结合,对自由行为的斑马鱼幼鱼进行全脑钙成像,在ø 800 μm x 200 μm的体积内达到2 x 2 x 2.5 μm sup 3 /sup 的空间分辨率和6Hz的时间分辨率。受益于更高的分辨率和灵敏度,可以识别出斑马鱼幼鱼在捕食草履虫过程中单个神经元的钙离子活动的变化。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 团队成员验证了共聚焦光场显微镜对小鼠大脑的成像效果,对清醒小鼠的视皮层进行钙成像,可以同时记录ø 800 μm x 150 μm的体积内近千个神经元的活动,最深可达约400 μm,且连续5小时以上稳定记录超过10万帧,没有明显的光漂白。团队成员进一步尝试使用共聚焦光场显微镜对鼠脑中的血细胞进行成像,深度可达600 μm,拍摄速度70 Hz,同时记录上千根血管分支中群体血细胞的流动情况并计算血细胞的速度,相比之前的传统成像方法通量提高了百余倍。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究团队在自由行为的斑马鱼幼鱼和小鼠大脑上证明了共聚焦光场显微镜有更高的分辨率和灵敏度,为研究大范围神经网络和血管网络的功能提供了新的工具。同时,该技术不仅适用脑组织的成像,还可以根据所需成像的样品种类灵活调整分辨率、成像范围和速度,应用在其他厚组织的快速动态成像中。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研究在王凯的指导下,主要由博士研究生张朕坤、白璐,以及助理研究员丛林共同完成。王凯研究组余鹏、张田蕾,中国科学技术大学本科生石万卓,杜久林研究组李福宁做出贡献,研究员杜久林参与合作并给予指导意见。研究得到中科院脑智卓越中心实验动物平台的支持。研究工作受到科技部、中科院、国家自然科学基金委员会和上海市的资助。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/9bfa0661-24ad-4d0d-9ccd-10db465617c7.jpg" title=" 图1.jpg" alt=" 图1.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图1.(上)共聚焦光场显微镜原理示意图。(下)不同于传统光场显微镜,共聚焦光场显微镜采用片状照明,选择性激发样本的一部分,在垂直照明的方向上扫描,采集到的信号被遮挡板过滤掉焦层范围之外的部分。对采集到的图像进行重构可以得到焦层内的三维信息。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/28e2bd6d-59f5-4ff1-8085-355f6d295cbf.jpg" title=" 图2.jpg" alt=" 图2.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 图2.(左)斑马鱼幼鱼捕食行为的一个例子。0s 为斑马鱼吞食草履虫的时刻。(右)左图斑马鱼捕食行为中,共聚焦光场显微镜记录到的两个不同脑区的神经元活动。箭头所指为过程中激活的单个神经元。 /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202008/uepic/c26412e7-a408-4c67-8533-1c5a118fdb4b.jpg" title=" 图3.jpg" alt=" 图3.jpg" / /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(68, 68, 68) font-family: 微软雅黑 background-color: rgb(255, 255, 255) "   /span 图3.(左)共聚焦光场显微镜拍摄得到的小鼠视皮层中的复杂血管网络。6个在不同深度拍摄的体积连接为一个深度达600 μm的三维结构。(中)100 μm到250 μm深度血管网络的平面投影,颜色代表不同血管分支中血细胞的平均流速。(右)图中箭头所指的区域中五个血管分支在一段时间内流过血细胞数量的计数。 /p
  • 默克全新专利技术平台-高浓度蛋白粘度降低平台(VRP),助力皮下注射制剂开发
    目前大多数治疗性抗体都是以静脉注射的方式进行给药,由于其伴随着病人顺应性差以及高昂的医疗成本等现实问题,使得皮下注射制剂逐渐成为行业关注的热点。相比于静脉注射,皮下注射具有提高病人的依从性,降低医疗成本等优点,而典型的皮下注射需要控制注射体积(一般为1-2ml),从而需要提高蛋白浓度,而高浓度蛋白伴随着蛋白粘度的急剧增加,是限制皮下注射制剂的重要原因。在现实工艺开发过程中往往面临着各种难点:高粘度蛋白溶液超过粘度注射限,带来可注射性挑战高浓度高粘度蛋白更容易发生聚集,引起蛋白稳定性挑战高粘度蛋白溶液引起TFF过滤步骤的通量、工艺效率、回收率降低等挑战默克高浓度蛋白粘度降低平台 通过发挥辅料组合协同效应,有效降低蛋白粘度,提高蛋白稳定性,实现高浓度制剂皮下注射。市售制剂配方粘度对蛋白浓度的依赖性图1. 市售制剂中抗体浓度与粘度的关系从图1可以看出,随着蛋白浓度的增加,蛋白可能发生分子间相互作用或者分子拥挤,从而引起蛋白粘度的急剧升高,一些蛋白产品在浓度刚刚达到100 mg/mL时,粘度已经很高,甚至超过了粘度注射限(一般皮下注射药液粘度不超过25mPas), 此时通过注射器给药变得十分困难。为了解决这一问题,我们研究了不同的辅料组合,通过加入这些辅料组合来有效降低蛋白粘度,以满足皮下注射的要求。材料与方法选择已经在FDA或EMA注册的单克隆抗体产品进行研究。在本研究中,我们选择pH7.2的抗TNF-α嵌合单克隆抗体(mAbC) 作为模型药物,考察不同的辅料及组合对其粘度的降低效果。其中所有辅料和缓冲试剂产品均购自德国默克公司。采用装有Ultracell-30k超滤膜的Amicon® Ultra-4超滤管进行缓冲液置换和蛋白浓缩。对于辅料研究,以2000 x g的离心力进行离心并置换了5个透析体积,同时用2000 x g离心力进行浓缩。根据Lambert-Beer定律并使用BioSpectrometer® Kinetic (Eppendorf, Hamburg, Germany) 在280 nm处测量来确定蛋白浓度。用相应的缓冲液配制稀释液,使用同样的方法再次验证上述测得结果。粘度测试:将蛋白样品在20°C平衡后,用m-VROC™ 粘度计在1000 - 3000s-1的剪切速率下测量蛋白粘度。将200 μL的蛋白样品装入500 μL气密注射器中(Hamilton, Reno, USA),重复测量3次。通过Dynapro PRIII (Wyatt Technology, Santa Barbara, USA)的动态光散射(DLS)测量粒子的扩散系数Dt,样品在25°C下采集10次,每次采集5秒。通过对mAb C在3 ~ 14 mg/mL的浓度范围内的扩散进行线性拟合,得到扩散方程Dt = D0 (1+ kD*C),并外推得到了无限稀释下的蛋白扩散系数D0。通过绘制Dt/D0的归一化图谱从而确定扩散相互作用指数kD。通过以下公式计算注射器的推注力:结果图2. 单一辅料与辅料组合对mAbC粘度的影响图2A(单一辅料): 加入75 mM的辅料后,可以观察到蛋白粘度有轻微的降低,但降粘效果不够明显,依然不能满足皮下给药的要求(25 mPas)。即使提高辅料浓度至原来的两倍,其粘度仍然过高。结果表明,单一辅料无法有效降低mAbC蛋白粘度。图2B(辅料组合):粉红柱和黄柱分别代表将阳离子辅料和阴离子辅料分别单独添加至蛋白制剂后测定的粘度。蓝柱代表加入辅料组合的理论粘度值。紫柱代表加入辅料组合后实际测试的粘度值。结果表明,通过辅料组合的协同效应能够有效降低mAbC蛋白粘度。调整辅料组合配比,提高降粘效果图3为mAbC归一化的扩散系数Dt/D0与蛋白浓度之间的关系图。斜率为0时表示蛋白没有相互作用,斜率的负值越小表明蛋白相互作用越弱。加入不同比例的E1和E5辅料组合后,斜率的负值明显减小,提示蛋白粘度降低。当两种辅料的比例为2:1时,降粘效果最为显著。图3. Dt/D0与蛋白浓度的关系辅料组合发挥降粘协同效应图4结果显示,将几种不同的辅料及其组合分别加入mAbD制剂中,可以观察到几种特定的辅料组合实际粘度值明显低于其理论累加值,说明辅料组合具有协同降粘作用。图4. 辅料组合对mAbD溶液粘度的影响粘度降低可显著提高注射性能图5. 粘度降低对注射力的影响mAbC:当使用27G针注射原始配方的150mg/mL mAbC制剂时,所需注射力为90N,约9公斤——即一个一岁小女孩的重量;添加行标BM和E3的辅料组合后,所需注射力降为35N,约3-4公斤——一只家猫的重量mAbD:当使用27G针注射原始配方的150mg/mL mAbD制剂时,所需注射力为140N,约14公斤——一只小袋鼠的重量。添加E1和E4的辅料组合后,所需注射力降为18N,约2公斤——一个蛋糕的重量辅料组合提高蛋白稳定性I: 强降解实验设计采用自身稳定性差的mAb C作为模型药物,进行强降解实验。将150 mM的单一辅料与包含75mM阳离子和75mM阴离子的辅料组合分别添加至80 mg/mL的mAbC制剂溶液中,置于40 °C,75%相对湿度的环境下,在第0天,第14天,第28天分别取样,通过SEC-HPLC测定单体含量。II: 强降解实验结果图6. 强降解实验后蛋白溶液外观(左图为添加单一辅料,右图为添加辅料组合)图6结果显示,在强降解条件下,使用辅料组合的蛋白溶液澄清度明显优于单一辅料,表明辅料组合应用能够有效提高蛋白稳定性。图7.SEC-HPLC检测强降解实验后的单体比例(左图为添加辅料组合,右图为添加单一辅料)图7左结果表明,经过28天的强降解实验后,使用了辅料组合的制剂与原始制剂配方有相似的单体含量,即降粘辅料组合对制剂的稳定性无负面影响。图7右结果表明,使用单一辅料E1对单抗mAb C的稳定性没有负面影响,但辅料E4和E5单独使用时,会降低抗体的稳定性,从而降低单体含量。默克高浓度蛋白粘度降低平台优势(VRP)助力皮下注射制剂开发,提高可注射性,病人顺应性IP专利保护技术平台Emprove® Expert 辅料支持高风险应用,Emprove® dossiers文档支持,快速响应法规要求强化下游工艺,提高过滤通量,过滤效率,回收率,从而提高整个过滤工艺经济性辅料组合发挥协同效应,显著提高粘度下降水平并且保持蛋白粘度与稳定性之间的平衡市面上实现高剂量皮下注射的不同策略综合对比1.默克VRP平台展现出制剂开发更简单,成本更低,上市速度更快等优势。2.默克VRP平台对比酶,辅助设备,可缩短1-3年开发时间,节省30-50%开发成本,加快药物商业化上市步伐。
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