当前位置: 仪器信息网 > 行业主题 > >

多形性成胶质细胞瘤

仪器信息网多形性成胶质细胞瘤专题为您整合多形性成胶质细胞瘤相关的最新文章,在多形性成胶质细胞瘤专题,您不仅可以免费浏览多形性成胶质细胞瘤的资讯, 同时您还可以浏览多形性成胶质细胞瘤的相关资料、解决方案,参与社区多形性成胶质细胞瘤话题讨论。

多形性成胶质细胞瘤相关的资讯

  • 磁共振影像示踪细胞治疗脑胶质瘤研究获进展
    p   11月14日,中国科学院深圳先进技术研究院郑海荣研究团队在磁共振影像示踪细胞治疗脑胶质瘤领域取得新进展。相关论文“MR imaging tracking of inflammation-activatable engineered neutrophils for targeted therapy of surgically treated glioma”(《磁共振影像示踪的中性粒细胞药物输运体系靶向治疗术后脑胶质瘤》)在线发表在国际学术期刊《自然-通讯》上。 /p p   脑胶质瘤是最常见的中枢神经系统恶性肿瘤,也是目前最为难治的肿瘤性疾病之一。目前临床上胶质瘤的治疗方法主要以手术切除为主,辅以包括放射治疗和药物治疗在内的综合治疗,但其总体预后仍不容乐观,5年生存率不足10%,中位生存期仅为12-15个月。为何胶质瘤患者在经过综合治疗后,生存率仍然极低?一方面是因为胶质瘤细胞在颅内呈浸润性生长,并沿着神经纤维爬行生长,瘤体无清楚边界,导致手术无法彻底清除。另一方面是因为颅内血脑屏障的存在,使得多数化疗药物无法进入脑肿瘤组织,可用于脑胶质瘤化疗的药物品种非常有限,且治疗效果不高。如何提高术后胶质瘤患者的生存期成为临床的重大需求。 /p p   郑海荣研究团队发现利用免疫系统中重要的中性粒细胞,作为穿越血脑屏障的靶向细胞载体,同时结合具有磁共振成像(Magnetic resonance imaging, MRI)性能和载药能力为一体的磁性介孔氧化硅纳米颗粒,得到具有MR成像性能的载药中性粒细胞。当通过静脉注射到达术后脑胶质瘤炎性区域后,高度激活的载药中性粒细胞可形成中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil extracellular traps,NETs),同时释放载药纳米颗粒并进入到浸润的肿瘤细胞,成功实现了对术后脑胶质瘤的诊疗可视化。 /p p   该研究得到科技部“973”计划(2015CB755500)和国家自然科学基金(81527901, 81327801, 81801843)等的资助。 /p p style=" text-align: center " img title=" 微信图片_20181119091510.jpg" alt=" 微信图片_20181119091510.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201811/uepic/452c857b-652d-4305-9a8e-787fc38ff6f9.jpg" / /p p style=" text-align: center "   载药中性粒细胞对术后胶质瘤小鼠诊疗示意图 /p p & nbsp /p
  • 太赫兹应用:无标记识别脑胶质瘤细胞
    近日,由上海交通大学朱卫仁教授与重庆西南医院神经外科冯华教授/陈图南副教授团队、爱德万测试(中国)管理有限公司三方合作在国际高水平期刊《Biosensors and Bioelectronics》上发表题为“Highly sensitive detection of malignant glioma cells using metamaterial-inspired THz biosensor based on electromagnetically induced transparency”的研究结果,首次展示了一种针对不同胶质瘤分子分型细胞进行无标记识别的太赫兹超材料检测方法,该研究也得到了天津大学姚建铨院士团队的指导和支持。胶质瘤是颅内最常见的、造成最多死残病例的中枢神经系统肿瘤,目前临床主张进行整合诊断,将胶质瘤分为多个特定的分子亚类,其中IDH是与肿瘤进展、治疗反应和预后密切相关的经典分子分型标记。快速早期无标记区分IDH1野生/突变两种胶质瘤对于术中和术后早期精准诊疗具有重要价值。研究团队提出了一种无标记的脑胶质瘤细胞“分子分型(IDH1野生/突变)”生物传感超材料,通过在生物传感器表面加载人原代胶质瘤细胞进行太赫兹波谱探测,其频率偏移和峰幅变化与不同类型细胞及其浓度呈现相关性;通过观察超材料传感器共振频率的变化,可以区分不同分子分型的胶质瘤细胞,这种识别是在没有引入抗体等生化标记方法的情况下,在多个不同细胞浓度下实现的。基于该项研究结果,太赫兹超材料生物传感器在识别胶质瘤细胞类型中显示出了巨大的潜力,基于肿瘤分子分型的太赫兹波谱识别策略也拓展了新的太赫兹波生物传感技术发展方向。太赫兹技术在生命科学领域有广阔的应用前景,第十届光谱网络会议(iCS2021)邀请了四位来自国内外高校的专家学者们,届时,专家将介绍太赫兹技术的更多应用,点击下方链接立即报名哦。5月25-28日 光谱网络会议相约十年(iCS2021)专家报告推荐之光谱在生命科学领域的应用1、《太赫兹生物医学与生物物理发展概况》(中国生物物理学会-太赫兹生物物理分会 何明霞副会长/秘书长)2、《纳米-生物界面作用的定量分析》(中国科学院高能物理研究所 王黎明研究员)3、《面向生物医学检测的LIBS/Raman联用装置与方法研发》(四川大学 林庆宇副教授)4、《新型冠状病毒核酸检测技术研究进展》(阿尔伯塔大学 庞博博士)立即报名(免费哦):https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/iCS2021/
  • 不可切除胶质母细胞瘤研究进展
    个法国研究团队评估了替莫唑胺为基础化放疗添加伊立替康和贝伐珠单抗可否改善不可切除胶质母细胞瘤患者的预后。ESMO 2012期间,B. Chauffert博士报告了该研究结果:患者无进展生存(PFS)有改善趋势。   这项Ⅱ随机研究共纳入了120例18~70岁的新发不可切除胶质母细胞瘤患者。患者卡诺夫斯基体能状态评分>50分,递归分割分析(recursive partitioning analysis ,RPA)5级。患者被随机分组,每组60例,接受4个周新辅助贝伐珠单抗和伊立替康治疗,继以替莫唑胺和贝伐珠单抗同步放疗,或者接受6个月的替莫唑胺同步放疗。   临床因素组间平衡性良好,疾病进展后可交叉治疗。治疗16个月时的评估显示,治疗组较对照组PFS期延长,6、12个月时的PFS率分别为65%、31%和41%、18%。但是,两组的总生存(OS)相似,6、12个月的OS率分别为75%、48%和72%和50%。   治疗相关严重不良事件发生情况如下:治疗组中,致命性脑出血3例,胆管或消化道穿孔/感染3例(1例致命),非致命性血栓栓塞发作4例;对照组中,非致命性胆管或消化道穿孔/出血2例,非致命性肺部感染1例,非致命性血栓栓塞2例,血栓和/或中性粒细胞减少症4例。   研究者作出结论:替莫唑胺为基础化放疗添加伊立替康和贝伐珠单抗新辅助和辅助治疗有改善PFS的趋势,但不改善6和12个月OS。
  • 马光辉院士/魏炜研究员团队开发工程化细胞外囊泡治疗胶质母细胞瘤
    通过交叉科学研究,提出并发展生物医学前沿新技术,是提高重大疾病治疗效果的重要手段。胶质瘤是发病率和死亡率最高的中枢神经系统肿瘤,其中胶质母细胞瘤(GBM)是最恶性的肿瘤,也被称为“癌中之王”。临床上治疗GBM以外科手术为主,同时辅助放化疗,但是效果非常有限;以手术和替莫唑胺联合治疗为例,5年生存率小于5%。因此,亟需开发新型高效的GBM治疗策略。 GMB治疗棘手的原因主要有三方面。首先, 血脑屏障(BBB) 的存在阻止了药物进入中枢神经系统,需要发展更有效的药物递送策略;其次,单一化疗药物的使用易导致耐药性的产生,需要联合新的肿瘤杀伤手段;另外,GBM具有复杂的肿瘤微环境,对其快速生长和向周围组织的浸润起到重要作用,在治疗的过程中不容忽视。 近日,中科院过程工程所生化工程国家重点实验室 魏炜 研究员、 马光辉 院士、深圳市第二人民医院 李维平 教授,作为共同通讯作者 在 Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊发表了题为: Exploration and functionalization of M1-macrophage extracellular vesicles for effective accumulation in glioblastoma and strong synergistic therapeutic effects 的研究论文。 该研究基于工程化细胞外囊泡发展了“ 免疫调控-化学动力-乏氧激活 ”多级联动的治疗新策略,为胶质母细胞瘤的治疗带来了新思路。针对胶质母细胞瘤治疗难题,过程工程所生化工程国家重点实验室基于具有定向趋化能力的巨噬细胞的细胞外囊泡 (EVs) 和工程化的设计,提出了“免疫调控-化学动力-乏氧激活”多级联动的治疗新策略,并联合深圳市第二人民医院交叉合作,进行了个体化创新药物制剂的研发。 研究团队首先基于胶质瘤患者的临床样本和小鼠模型进行了免疫组化的研究,发现胶质瘤恶性程度越高,肿瘤组织中浸润的M2型巨噬细胞/M1型巨噬细胞的比例也相应更高,并且这些巨噬细胞大多来源于外周血。在此基础上,研究团队提出了以M1巨噬细胞EVs作为载体,一方面可以利用M1巨噬细胞的趋化特性在GBM部位大量蓄积,另一方面可以通过调控巨噬细胞表型实现GBM微环境的免疫调控。图1 胶质瘤样本中巨噬细胞的表型及其来源分析:a. 胶质瘤患者临床样本中巨噬细胞表型分析示意图;b. 不同级别胶质瘤中M1、M2和Ki67(细胞增殖指标)的分析;c. 基于TCGA数据库分析不同级别胶质瘤中M2/M1比例;d. 基于TCGA数据库分析胶质瘤患者瘤内M2/M1比例与生存曲线的关系;e. GBM组织中小胶质细胞和M1巨噬细胞的共定位分析;f. 免疫荧光染色分析GBM组织中小胶质细胞和M2巨噬细胞的共定位;g. 小鼠胶质瘤样本中巨噬细胞表型分析示意图;h. 在不同胶质瘤细胞系(U87MG、G422和GL261)中M1、M2和Ki67的分析;i. 免疫荧光染色分析不同鼠胶质瘤组织中小胶质细胞和M1或M2巨噬细胞的共定位情况;图中标尺均为50 μm 研究团队进一步在M1EVs的细胞膜和内腔差异化装载了化学激发分子对 (CPPO和Ce6) 以及乏氧药物 (AQ4N) ,以此将肿瘤微环境调控、化学激发动力学及肿瘤乏氧治疗合理有序地集成于M1EVs递送系统中。上述仿生剂型 (CCA-M1EVs) 静脉注射后,M1EVs可以携带上述组分穿过BBB进入GBM病灶,进而实现多级联动治疗:M1EVs调控免疫微环境产生大量过氧化氢,从而激发CPPO和Ce6生成自由基 (ROS) ,同时该反应消耗氧气激活细胞毒性药物AQ4N。借助上述作用的协同,在小鼠原位胶质瘤模型和患者来源的 (PDX) 模型上显著抑制了疾病的进程,大幅延长了生存期。图2 基于M1EVs的仿生剂型构建方案、抗肿瘤机制及PDX疗效:a. 仿生剂型的构建示意图;b. 仿生剂型在GBM模型中的累积及免疫调节、化学激发动力学和乏氧触发化疗的协同作用示意图;c. 基于光声成像分析仿生剂型在PDX小鼠GBM病灶中的累积;d. 各组PDX小鼠的抑瘤效果(20天核磁成像);e. 各组PDX小鼠的生存期分析;f. 各组PDX小鼠的TUNEL分析(标尺50 μm) 十余年来,过程工程所生化室魏炜研究员和马光辉院士创制了一系列仿生递送新剂型,利用其体内的天然路径和属性,在动物模型上成功用于肿瘤、传染病、炎症性疾病的防治,并且部分剂型已通过医院伦理批准进入个体化临床前和临床研究。 深圳市第二人民医院 王晓君 博士和丁辉博士为该论文的共同第一作者,中科院过程工程所生化工程国家重点实验室魏炜研究员、马光辉院士和深圳市第二人民医院李维平教授为共同通讯作者。论文链接 : https://www.nature.com/articles/s41392-022-00894-3
  • 前沿进展 | 吉非替尼诱导胶质母细胞瘤细胞中EGFR和α 5β 1整合素共内吞作用
    “ 内吞作用是EGFR功能的一个重要调节因子,在胶质瘤细胞中经常发生失调,并与治疗耐药性有关。然而,在GBM细胞中从未检测过TKIs对EGFR内吞作用的影响。超分辨率dSTORM成像显示,在吉非替尼处理的细胞内膜室中,β1整合素和EGFR非常接近,表明它们潜在的相互作用。有趣的是,整合素的消耗延迟了吉非替尼介导的EGFR内吞作用。EGFR和β1整合素的共内吞作用可能会改变胶质瘤细胞对吉非替尼的反应。利用球状体胶质瘤细胞扩散的体外模型,我们发现α5整合素缺失的细胞比表达α5的细胞对TKIs更敏感。这项工作首次为EGFR TKIs可以触发大量EGFR和α5β1整合素共内吞作用提供了证据,这可能在治疗过程中调节胶质瘤细胞的侵袭性。”01—研究结果1、吉非替尼可引起EGFR的内吞作用胶质母细胞瘤(GBM)是融合星形细胞和少突胶质细胞肿瘤的一个亚群,是最常和比较具有侵袭性的脑肿瘤。GBM的特征是肿瘤间和肿瘤内的异质性和高度侵袭性的表型。表皮生长因子受体(EGFR、HER1、ErbB1)的过表达或突变是GBM中反复发生的分子改变,与不良预后相关。EGFR是一种跨膜受体酪氨酸激酶,属于ERBB家族,负责胶质瘤细胞的增殖、存活、侵袭性和干性调节。尽管EGFR在GBM中是一个有吸引力的治疗靶点,但使用EGFR-酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)的靶向治疗未能改善患者的护理。EGFR的过表达驱动胶质母细胞瘤(GBM)细胞的侵袭,但这些肿瘤仍然对EGFR靶向治疗,如酪氨酸激酶抑制剂(TKIs)产生耐药性。在本研究中,作者发现吉非替尼和其他酪氨酸激酶抑制剂诱导EGFR在早期核内体中积累,从而导致内吞作用增加。此外,TKIs触发另一种膜受体的早期核内蛋白受体重新定位,即纤维连接蛋白受体-β1整合素,这是GBM中一个很有前途的治疗靶点,调节癌细胞的生理EGFR内吞和再循环。EGFR阻断调节失调参与了GBM的进展和侵袭性。然而,TKIs在EGFR迁移中的意义和作用尚不清楚。为了解决这个问题,作者用吉非替尼处理U87GBM细胞,并通过共聚焦显微镜检测了EGFR的定位,考虑到胶质母细胞瘤的异质性,作者分析了吉非替尼在其他3个具有不同水平EGFR表达的细胞系中对EGFR分布的影响。发现吉非替尼增加了T98G和LN443细胞中EEA1/EGFR的共定位,以及LN443、T98和LNZ308细胞中EGF的内吞作用。这些实验表明,吉非替尼在体外导致GBM细胞大量EGFR内吞。图1. 吉非替尼诱导U87细胞的EGFR内吞作用。用DMSO(对照细胞)或吉非替尼(20µM)处理4小时后,免疫检测肌动蛋白(绿)、EGFR(红)和内吞体标记物EEA1(青)。2、整合素和EGFR通过吉非替尼治疗而被共同招募到早期核内体中作者之前的实验清楚地表明,吉非替尼显著增加了EGFR的内吞率。整合素α5β1促进EGFR循环,全基因组基因筛选发现α5β1整合素是EGFR内吞作用的强启动子。因此,作者假设α5β1整合素,作为GBM中潜在的治疗靶点,可能会影响吉非替尼介导的EGFR内吞作用。作者接下来研究了EGFR和整合素是否被运输到相同的核内体。在未处理的细胞中,α5β1整合素和EGFR在质膜上或作为点状细胞内染色,令人惊讶的是,在短期吉非替尼治疗后,α5β1整合素明显被重新分配到大的EGFR阳性核内体中。吉非替尼治疗增加了核周区域整合素/EGFR的共定位,表明这两种受体在同一核内体中募集。图2. 吉非替尼引起EGFR和α5β1整合素的共内吞作用。用载体(对照)或吉非替尼处理的U87细胞的共聚焦图像。EGFR和β1的免疫检测接下来,作者对瞬时表达α5-GFP或Rab5-YFP的U87细胞进行了免疫标记和共聚焦分析。在吉非替尼治疗后,整合素β1和EGFR均定位于rab5阳性的早期核内体同样,EGFR和α5-GFP均在eea1阳性的早期核内体中被发现图3. 表达Rab5-YFP或α5-eGFP的U87细胞经吉非替尼处理后的共聚焦图像。在核周区域的插入物的高倍放大图像。箭头突出了标记有EGFR、整合素和早期核内体标记的囊泡接下来,作者使用2色dSTORM超分辨率显微镜来整合早期核内体中整合素和EGFR之间的潜在相互作用。在吉非替尼处理的细胞中,显示EGFR和整合素β1标记在核内体样结构中存在强覆盖,但不是在细胞外周处,这表明这两种受体更可能在核内体中相互作用,而不是在质膜上相互作用。此外,作者也在另外三个GBM细胞系中观察到内吞体整合素/EGFR共标记。图4. 吉非替尼处理的细胞的双色dSTORM图像显示细胞外周和核内体上的EGFR/β1整合素复合体02—研究总结 综上所述,这些数据表明EGFRTKIs增加了GBM细胞早期内吞体中EGFR的内吞作用和α5β1整合素的共积累。EGFR/α5β1整合素内吞作用和膜破坏。由于这些受体在癌细胞的侵袭和传播中发挥着关键作用,未来的挑战将评估TKIs对整合素生物学功能的影响,以及整合素/EGFR如何改变TKIs处理的细胞的内吞作用可能有助于GBM细胞逃避。并且,最近的一份报告强调了靶向治疗的靶标细胞毒性被低估的重要性。这项工作强调了需要更好地了解药物机制,以确定适当的生物标志物来预测药物的疗效。因此,描述吉非替尼等药物对内体转运的影响并揭示参与这些机制的分子将是很重要的。这可能为新的治疗方案提供理论基础,并改进脑肿瘤的精确医学方法。在本研究中,研究者主要借助STORM技术在更深一层次了解整合素之间的位置关系。这项2014年诺贝尔化学奖的发现已在国内实现产业化。宁波力显智能科技有限公司(INVIEW)现已发布超高分辨率显微系统iSTORM,采用3D随机光学重构技术、高精度细胞实时锁定技术、多通道同时成像技术等,以纳米级观测精度、高稳定性、广泛环境适用、快速成像、简易操作等优异特性,获得了超过50家科研小组和100多位科研人员的高度认可。参考文献:1. Blandin, Anne-Florence, et al. "Gefitinib induces EGFR and α5β1 integrin co-endocytosis in glioblastoma cells." Cellular and Molecular Life Sciences 78.6 (2021): 2949-2962.
  • 精密测量院等实现星形胶质细胞活体成像
    近日,中科院精密测量院/深圳先进院研究员徐富强研究团队基于新型基因编码生物磁共振成像技术,首次建立了一种在体无创全脑检测星形胶质细胞的新技术。相关研究进展在学术期刊Molecular Psychiatry上发表。星形胶质细胞是哺乳动物中枢神经系统(Central nervous system, CNS)中含量最丰富、分布最广、胞体最大的一种神经胶质细胞。星形胶质细胞具有多种至关重要的生物学功能,其功能异常参与多种疾病的致病过程。然而,星形胶质细胞形态不均且高度复杂,在同一脑区或不同脑区之间均有不同,且在生理和病理状态下也是动态变化的。因此,全脑维度无损检测并跟踪星形胶质细胞的动态变化相关技术的研发迫在眉睫。研究团队通过整合重组腺相关病毒载体(rAAV)和磁共振成像活体检测的优势,逐步在细胞水平,脑区水平及全脑水平实现星形胶质细胞的活体无损检测。自2016年起,研究团队在精密测量院研究员徐富强和王杰的带领下,联合磁共振成像与病毒基因改造技术率先提出一种新型基因编码生物磁共振成像技术,逐步实现神经元网络和星形胶质细胞在体水平的无创检测。其中,rAAV是近年来发展极为迅速的一类工具病毒,是研究神经科学相关问题和基因治疗的重要载体。团队首先对rAAV工具病毒的衣壳蛋白进行突变改造,并利用人类胶质纤维蛋白的启动子GFAP构建rAAV载体,提升了病毒工具在星形胶质细胞的转导效率。另外,水通道蛋白是一组高度保守的跨膜转运蛋白,对水具有高度选择通透性。过表达AQP1蛋白可产生弥散加权成像信号的改变,因而水通道蛋白基因可作为磁共振成像报告基因。团队继续对病毒载体rAAV2/5和rAAV2/PHP.eB进行优化改造,使其同时携带水通道蛋白报告基因和荧光元件,构建新型工具病毒,逐步实现脑区和全脑水平的星形胶质细胞的无创活体成像。在全脑成像研究中,团队构建可高效通过血脑屏障的新型rAAV2/PHP.eB-AQP1-EGFP工具病毒,利用尾静脉注射技术将该病毒注入小鼠体内,在病毒表达两周和三周后分别进行MRI活体成像,最终利用荧光成像对活体成像效果进行评估。结果显示,该新型基因编码生物磁共振成像技术不仅可实现星形胶质细胞的活体全脑成像,而且其成像时间适用于常用的光遗传学/药理遗传学相关研究。全脑维度星形胶质细胞的新型检测技术的开发将有助于加强对星形胶质细胞功能的理解,提升对其在调控整个中枢神经网络中的认识,为研究神经系统疾病的致病机制和治疗靶点提供了新思路。另外,该技术可应用到疾病模型小鼠相关的星形胶质细胞异常的相关机制研究,为此类疾病的早期预防起到了重要作用。中科院深圳先进技术研究院博士后李梅和精密测量院博士柳壮为该文章的共同第一作者,王杰和徐富强为通讯作者。该项目获得国家自然科学基金等项目的支持。该项目所涉及的病毒工具均可从布林凯斯(深圳)生物技术有限公司直接获得。
  • Cell | 小胶质细胞“互帮互助”拯救帕金森病
    帕金森病(Parkinson’s disease,PD) 和路易体痴呆(dementia with Lewy bodies,DLB)等几种疾病都存在路易体(LB),路易体富含聚集形式的α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)。α-syn是一种没有明确结构的14kDa蛋白质,主要在神经元中产生,在病理情况下,蛋白质的单体形式逐渐形成寡聚体结构以及不溶性纤维状组装体,以LB的形式累积在细胞内。α-syn的过度表达或突变导致黑质中多巴胺能神经元进行性缺陷和丧失。最近有研究表明α-syn病变可以通过细胞间传播,从而导致疾病进展。胞吐、内吞,摄取携带α-syn或者直接穿透细胞膜是细胞与细胞间传播的可能原因。α-syn的清除率降低伴随蛋白质累积则为治疗相关疾病提供了可能途径。α-syn的有效去除同时可能受到小胶质细胞识别和清除的限制。小胶质细胞是存在于大脑中的主要固有免疫细胞,通过感知周围环境变化、清除细胞碎片和提供神经营养因子,在介导大脑稳态方面发挥至关重要的作用。有证据表明激活的小胶质细胞聚集在α-syn累积部位,但是小胶质细胞中α-syn清除的细胞机制尚不清楚。近日,德国Bonn大学Michael T. Heneka团队在Cell上发表题为Microglia jointly degrade fibrillar alphα-synuclein cargo by distribution through tunneling nanotubes 的文章。本文发现小胶质细胞中α-syn以及线粒体可以通过细胞间膜突起进行传递和降解。作者首先用重组人α-syn纤维处理小胶质细胞,5-15分钟后,作者检测细胞内α-syn单体和纤维状α-syn丰度。分析发现约90%的细胞在五分钟后吞噬α-syn蛋白,15分钟后约98%的细胞吞噬有α-syn纤维,但是单体的吞噬则明显较慢也较少。α-syn的摄取受到吞噬作用抑制剂cytochalasin D的阻碍,表明小胶质细胞具有吞噬α-syn的作用。通过转录组分析发现α-syn的吞噬导致炎症以及凋亡相关通路得到富集。作者还发现了α-syn处理的细胞会导致细胞中对未折叠蛋白反应的相关基因表达上调。于是作者接下来分析小胶质细胞的吸收或者降解功能是否受损。作者首先将小胶质细胞吸收α-syn蛋白15分钟后,再在无α-syn培养基中培养24小时。检测发现约40-50%的α-syn仍未降解。小胶质细胞成像发现小胶质细胞形成一个由F-actin组成的网络装的膜突起结构,膜突起中含有α-syn蛋白,膜突起会与相邻细胞的膜突起相接触。延时成像发现大型α-syn聚合蛋白可以在40-60分钟内传递到另一个细胞中,而较小的α-syn聚合体可以通过更长更薄的膜突起,在3分钟内完成。并且作者发现α-syn优先转移到不含α-syn的细胞,而α-syn可以诱导小胶质细胞间突触的形成。GO分析显示α-syn会诱导Rho信号转导上调。已有研究报道Rho激酶ROCK是细胞骨架的关键调节蛋白。使用ROCK选择性抑制剂Y-27632可以显著促进α-syn从含量高的细胞转移到不含α-syn的细胞中。使用选择性肌球蛋白II抑制剂Blebbistatin也明显增加了α-syn转移率。而CytD抑制F-肌动蛋白周转则损害了α-syn转移。为了探究α-syn转移转移的影响,作者分析了不同时间点细胞转录组变化。在将含有α-syn的小胶质细胞与不含α-syn的小胶质细胞共培养前后,含有α-syn的细胞炎症反应和凋亡通路富集水平下降,细胞与细胞之间粘附通路先上调后下降。而接受α-syn的小胶质细胞转录组无明显变化。进一步分析细胞的变化发现小胶质细胞在转移α-syn的时候,同时也会转移功能完整的线粒体,转移了α-syn之后的细胞导致细胞中ROS的产生减少,可以减少含有α-syn细胞的细胞毒性,降低细胞死亡率。然而携带有LRRK2 G2019S突变的小胶质细胞无法拯救邻近含有α-syn的细胞。研究发现LRRK2 G2019S突变会导致线粒体功能受损,是最常见的导致帕金森病的基因突变。本研究表明小胶质细胞LRRK2突变导致α-syn降解失调可能是一种家族性帕金森的致病机制。最后作者在器官切片培养系统中也验证了以上在小胶质细胞中的发现。作者也利用病人脑组织样本以及病人PBMC分化而来的巨噬/小胶质样细胞进行验证试验。作者发现与健康组对比,病人来源的细胞中α-syn的转移率显著降低,细胞中ROS的产生也明显增加。本研究发现了路易体α-syn聚集和累积的新机制,阐明了小胶质细胞中α-syn以及线粒体通过细胞间膜突起进行传递和降解。LRRK2的突变导致小胶质细胞间传递和降解α-syn功能受损。未来还需研究小胶质细胞和神经元之间是否存在类似的机制。原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.09.007
  • 【文献速递】Nature子刊:胶质母细胞瘤靶向治疗新策略-联合抑制PDGFRA和EPHA2
    近日,重庆陆军军医大学西南医院病理科&西南癌症中心研究所卞修武院士和王岩教授研究团队在胶质母细胞瘤(Glioblastoma,GBM)的治疗策略方面取得了新的进展,相关研究成果已发表在Nature子刊“Signal Transduction and Targeted Therapy”(IF= 18.005,JCR1)。△ 图1Nature子刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》(IF:18.187,JCR 1区)胶质瘤是最常见的脑肿瘤,2016年世界卫生组织(World Health Organization,WHO)将其分为四级(I-IV)。数字越大,恶性程度越高,预后越差,其中,GBM属于IV级。GBM恶性程度高、侵袭性强,患者的平均生存期约为15个月,5年生存率不到5%,因此,探究GBM的发生、发展机制,寻找复发相关的分子标志物,针对相关靶点进行转化研究,具有重要的意义。在临床上,大多数GBM患者(约90%)被诊断为野生型IDH1/2,定义为原发或新发的GBM;大约10%的GBM患者携带IDH1/2突变,定义为继发性GBM。根据癌症基因组图谱计划(The Cancer Genome Atlas,TCGA)中脑胶质瘤基因转录组,可以将GBM分为4种亚型:前神经元型、神经元型、经典型、间质型。经典型以EGFR基因扩增/突变为特征,前神经元型主要表现为PDGFRA(Platelet-derived growth factor receptor α)突变或IDH1/2 突变,间质型主要存在神经纤维蛋白1(Neurofibromatosis type 1,NF1 )突变。血小板衍生生长因子受体α(PDGFRA) 和受体β(PDGFRB) 属于受体酪氨酸激酶(Receptor tyrosine kinase,RTK)家族,并作为血小板衍生生长因子(Platelet-derived growth factor,PDGF)的受体发挥作用。哺乳动物中的四种 PDGF 基因(PDGFA、PDGFB、PDGFC 和 PDGFD)分别编码四种肽(PDGFA、PDGFB、PDGFC 和 PDGFD),它们形成五种功能同源或异源二聚体:PDGF-AA、PDGF- AB、PDGF-BB、PDGF-CC 和 PDGF-DD。研究发现PDGFA 和 PDGFRA 在胶质瘤发生和进展中起关键作用。实验也表明,PDGFA 和 PDGFRA 的过表达成功地诱导了小鼠模型中GBM的发育,这些结果表明PDGFRA 在GBM中的关键作用,并将 PDGFA/PDGFRA 轴确定为 GBM 的潜在治疗靶点。虽然已经开发出几种针对 PDGFRA 的抗肿瘤药物,体外和体内的数据也支持靶向PDGFRA对GBM细胞的有效抑制作用,然而,单一PDGFRA抑制剂的临床试验均未显示出抗肿瘤作用。基于上述背景,研究人员对GBM 中 PDGFA 和 PDGFRA 的调控机制进行了详细研究。首先开展的实验数据表明,PDGFRA 的活性或表达缺陷并没有有效地阻断PDGFA活性,所以推测PDGFRA 可能不是 PDGFA 功能所必需的。为了分析参与 PDGFA 功能的蛋白质,研究人员进行了免疫共沉淀 (Co-IP) 和质谱 (MS)实验,并首次描绘了 PDGFA 相关蛋白网络。令人惊讶的是,实验结果表明,即使没有激活 PDGFRA 和 AKT,EPHA2 也可以被 PDGFA 暂时激活。此外,MS、Co-IP、体外结合热力学(In vitro binding thermodynamics)和邻近连接实验(Proximity ligation assay)都一致地证明了EPHA2与PDGFA的相互作用,EPHA2的高表达导致 TCGA-GBM 数据库和临床 GBM 样本中 PDGF 信号靶标的上调。由于 PDGFA 诱导的 EPHA2 活化,通过抑制剂阻断 PDGFRA 不能有效抑制 GBM细胞的增殖,但同时抑制 EPHA2 和 PDGFRA后,在体外和体内的实验结果都显示出对GBM 细胞的协同抑制作用。因此,靶向PDGFRA 和 EHA2的双重抑制剂有望作为未来GBM的治疗新策略。△ 图2 PDGFRA和EPHA2联合抑制对GBM细胞的协同抑制作用。a、MTT实验测量过表达EPHA2(左)或敲低EPHA2(右)的LN18细胞的IC50。b、抗体阵列分析载体、EPHA2抑制剂(ALW)和PDGFRA抑制剂(IMA)处理的LN18细胞,显著变化的蛋白质用框架标记并单独列出。c、MTT实验评价联合药物在四种GBM细胞株的作用。d、载体、IMA、ALW 或 IMA + ALW 处理过的 U251 细胞原位生长的代表性图像(使用博鹭腾AniView100多模式动物活体成像系统拍摄)。e、生物发光信号强度绘制的肿瘤大小统计图。f、载体、IMA、ALW或IMA+ALW治疗的小鼠原位GBM肿瘤组织切片上Ki67的代表性免疫组织化学图像。论文链接https://www.nature.com/articles/s41392-021-00855-2广州博鹭腾博鹭腾作为一家集生命科学仪器设备的研发、生产、服务于一体的国家高新技术企业,目前已开发并上市了多款具有自主知识产权的产品,形成了活体成像、分子影像、蛋白凝胶预制及印迹处理系统、发光检测四个系列,用户包括清华大学、中山大学、西北农林科技大学等上百家高校及科研单位。
  • Science Advances:南方医科大学曹雄团队揭示星形胶质细胞调控大脑抑郁网络的作用机制
    带你看文献,只做纯干货文献精读第43期重度抑郁症(Major depressive disorder, MDD)是导致自杀和致残的主要原因,其终生患病率高达17%。识别抑郁症患者大脑的功能连接异常,有助于抑郁症病理生理机制的阐明和疾病的诊断。静息态功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging, rsfMRI)是一种功能强大的非侵入性的功能连接研究技术,能够对全脑尺度的脑区静息态功能连接(resting-state functional connectivity, rsFC)进行量化。已有研究证实,抑郁症患者情绪相关脑区存在rsFC异常,如前额叶皮层(medial prefrontal cortex, mPFC)、前扣带回(anterior cingulate, ACC)、杏仁核(amygdala, AMY)、纹状体(striatum, Str)等,因此,rsfMRI在抑郁症的诊断中具有重要价值,然而对于抑郁症相关rsFC异常的机制,目前的研究尚未阐明。2022年11月16日,南方医科大学曹雄教授、冯衍秋教授联合香港大学吴学奎教授在Science Advances杂志上发表题为“Astrocyte dysfunction drives abnormal resting-state functional connectivity in depression”的文章。该研究基于星形胶质细胞钙信号缺失兼具抑郁样表型的Itpr2&minus /&minus 小鼠,通过整合全脑rsfMRI和细胞特异性的光遗传技术,并结合抑郁症患者的rsfMRI分析,作者观察到MDD患者的rsFC变化和Itpr2&minus /&minus 小鼠高度一致,特别是与mPFC相关的环路连接。此外,光遗传激活mPFC神经元或mPFC-Str环路拯救了Itpr2&minus /&minus 小鼠的rsFC紊乱和抑郁样表型。这些结果揭示了星形胶质细胞功能障碍驱动抑郁相关的大脑功能连接异常的神经环路机制。星形胶质细胞是哺乳动物大脑中最丰富的一类胶质细胞,与抑郁症关系密切。星形胶质细胞的激活表现为细胞内钙信号的升高,主要由肌醇1,4,5-三磷酸(IP3)途径介导,而其中的IP32型受体(IP3R2)是星形胶质细胞中的主要功能亚型。小鼠在敲除IP3R2(Itpr2&minus /&minus 小鼠)后,星形胶质细胞表现出明显的钙信号减弱,但在神经元中并没有,并且小鼠在强迫游泳测试和蔗糖偏好测试中表现出明显的抑郁样行为。为了探讨星形胶质细胞功能障碍对于rsfMRI功能连接的影响以及在抑郁症中的作用,作者对Itpr2&minus /&minus 小鼠全脑rsFC进行了检测,结果显示星形胶质细胞钙信号降低导致全脑范围内多个脑区的rsFC发生改变,并且其中6个环路连接的rsFC的变化与动物的抑郁样表型呈现显著负相关,表明星形胶质细胞功能障碍可导致全脑rsfMRI连接异常,并可预测抑郁表型。随后,作者对1080名MDD患者和931名健康对照的rsfMRI数据进行了分析,发现MDD患者大脑rsFC的变化与Itpr2&minus /&minus 小鼠存在高度一致性,尤其是与mPFC相关的环路。图1.星形胶质细胞功能障碍导致全脑多个脑区rsFC改变为了进一步揭示星形胶质细胞对抑郁相关网络中rsFC的作用,作者利用光遗传直接激活了mPFC中的星形胶质细胞,结果显示51%的抑郁症相关的功能连接的rsFC发生了反转,表明光遗传激活mPFC星形细胞可以缓解IP3R2敲除引起的rsFC改变。进一步的锰离子增强磁共振成像结果表明IP3R2缺失主要导致mPFC-Str环路的功能连接显著受损,而通过光遗传特异性激活mPFC神经元或mPFC-Str环路,均可拯救Itpr2&minus /&minus 小鼠的绝大部分rsFC异常,并逆转小鼠的抑郁样行为。图2.光遗传激活mPFC-Str环路拯救了Itpr2&minus /&minus 小鼠大部分的rsFC异常综上,该研究揭示了星形胶质细胞功能障碍导致抑郁症相关rsFC异常的作用机制,实现了对微观的星形胶质细胞功能障碍和宏观的抑郁症功能连接网络异常这两个概念的统一,这些结果可为rsfMRI作为抑郁症的诊断和治疗工具提供更为具体的解释。研究方法亮点这项工作揭示了星形胶质细胞功能障碍驱动抑郁相关的大脑功能连接异常的神经环路机制。研究用到了脑立体定位手术、光遗传学、免疫组化以及行为学评估等实验技术。瑞沃德深耕生命科学研究领域20年,一直致力于为客户提供可信赖的解决方案和服务。在该研究中,研究人员采用了瑞沃德公司生产的脑立体定位注射系统,为实验的顺利开展提供了支持。此外,瑞沃德还可提供该研究所涉及的光遗传学、免疫组化以及行为学评估等实验的完整解决方案。截至目前,瑞沃德产品及服务覆盖海内外100多个国家和地区,客户涵盖全球700+医院,1000+科研院所,6000+高等院校,已助力全球科研人员发表SCI文章14500+,获得行业广泛认可。论文原文连接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo2098
  • 质谱POCT——90秒诊断脑胶质瘤术中分子病理
    脑胶质瘤是最常见的原发恶性脑肿瘤之一,具有边界不清、毗邻功能区、放化疗不敏感等特点,手术切除困难,预后差。此前已有研究发现,2-3级胶质瘤患者中80%存在代谢酶异柠檬酸脱氢酶(Isocitrate dehydrogenase,以下简称IDH)突变,这类IDH突变胶质瘤好发于周边脑叶,年轻人常见,在最大限度肿瘤手术切除后,可显著提升生存率。因此,术中快速识别IDH突变,实现胶质瘤术中分子病理诊断对提升患者预后意义重大。2024年5月28日,复旦大学附属华山医院毛颖/花玮教授团队、清华大学精密仪器系张文鹏/欧阳证教授团队、美国普渡大学R. Graham Cooks教授团队以及梅奥诊所Alfredo Quinones-Hinojosa教授团队合作在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了题为术中质谱法快速检测胶质瘤中IDH突变“Rapid Detection of IDH Mutations in Gliomas by Intraoperative Mass Spectrometry”的最新研究成果。此项研究中,使用清谱科技便携式质谱分析系统Cell及活检组织检测直接毛细管电喷雾(Direct Capillary Spray,DCS)试剂盒实施了脑胶质瘤术中检测与分型。清谱科技创新设计中心科学家吴俊函博士是本文的共同第一作者,清谱科技应用中心负责人王南博士参与本研究工作。该项研究由中美顶尖研究和临床机构合作近5年完成,是迄今为止已知规模最大的术中胶质瘤IDH突变检测临床试验。通过临床队列研究,确定了质谱诊断IDH突变的最佳指标和阈值。实验结果表明,通过术中质谱技术以2-HG和GLU的比值作为诊断指标,在260位胶质瘤病人的697例样品检测中实现了100%的IDH突变检测准确率。其中,183位病人的309例样品使用清谱科技Cell便携式质谱分析系统与DCS试剂盒完成检测。胶质瘤是目前发病率最高的颅内原发恶性肿瘤,具有进展快、死亡率高且预后差的特点,超过80%WHO 2-3级的胶质瘤中都存在异柠檬酸脱氢酶(Isocitrate dehydrogenase,IDH)基因突变。IDH突变的胶质瘤患者在最大限度肿瘤手术切除后,可显著提升生存率,所以实现胶质瘤术中IDH突变检测对胶质瘤患者预后提升具有重要意义。脑胶质细胞发生IDH突变后,三羧酸循环中的α-酮戊二酸(α-KG)将转变为一种特殊的肿瘤小分子代谢标志物 2-羟基戊二酸(2-HG),进而促进癌变。因此,IDH突变患者的肿瘤区域将会积累大量2-HG,通过检测2-HG可诊断IDH突变情况。图1 IDH突变型胶质瘤中的代谢变化示意图在本研究中,美方研究团队使用电喷雾解吸电离方法(DESI)和传统大型质谱仪结合的方案;中方团队则采用直接毛细管电喷雾DCS试剂盒与便携式质谱分析系统Cell结合的即时化学检测方案,实现了:1. 2-HG和内标谷氨酸的快速准确检测;2. 成功构建了完整的脑胶质瘤IDH突变术中诊断流程;3. 将术中组织采集到IDH突变检测结果反馈全流程时间压缩至1.5分钟。本研究开创了脑肿瘤术中便携式质谱即时检测的应用范式,将为临床医生在术中进行肿瘤分析提供新的技术储备,为胶质瘤患者预后提升提供重大帮助。图2 术中质谱分析流程示意图本研究在对复旦大学附属华山医院和梅奥诊所的样品检测,实现了100%的IDH突变检测准确率。在实际的术中实践中,该方法还展现了在辅助临床医生明确肿瘤类型、平衡肿瘤切除率与神经功能保全关系、术中进行肿瘤边界判断等方面的优势。这项研究不仅实现了术中分子病理快速诊断,同时为外科手术带来革命性变化和想象空间,为医生的手术策略制定提供重要的分子诊断依据,具有重要的临床价值,是未来手术个性化、精准化的发展方向。图3 临床队列情况以及检测结果图4 脑胶质瘤IDH基因突变检测试剂盒分析流程该研究首次将质谱仪搬进手术室,便携式质谱分析系统将成为外科医生的代谢之眼,为医生及时提供有效分子诊断信息,为患者带来福音。同时,清谱科技的便携式质谱分析系统已经应用于公共安全、科学研究以及临床医学领域。清谱科技将进一步推广便携质谱技术及原位电离技术在医疗行业如血药浓度检测、术中诊断、基于精细结构脂质组学的疾病诊疗研究等方面的广泛应用。
  • 转化医学系列网络讲座预告|仿生纳米药物用于人脑胶质瘤的治疗
    时间2019年12月26日 下午14:00-15:00题目仿生纳米药物用于人脑胶质瘤的治疗主讲人刘艳杰 博士(河南大学)讲座形式网络讲座,手机或PC即可参与(会议链接和如下报名链接相同)内容简介由于血脑屏障(blood brain barrier, BBB)的存在,使得人脑胶质瘤成为癌症治疗中最棘手的肿瘤之一。BBB,其为脑部的自我平衡防御机制,它在保证中枢神经系统免受外来物质侵扰的同时,也阻碍了治疗药物通过非入侵性给药进入脑内。因此,发掘研究能协助纳米药物突破BBB的药物或靶向分子是治疗脑部疾病的当务之急。基于以上背景,讲者所在实验室设计了细胞膜伪装的肿瘤微环境响应的仿生纳米药物用于脑胶质瘤的靶向治疗。该智能仿生纳米药物合理解决了目前纳米药物面临的体内循环时间短、难以跨越BBB、被肿瘤细胞摄取量低和药物在病灶处释放缓慢等诸多关键问题,最终可望成功实现人脑胶质瘤安全高效的治疗。即刻报名扫描下方二维码,报名吧!主讲人简介刘艳杰 博士生物医学工程专业在读博士,现在河南大学从事仿生纳米药物用于人脑胶质瘤的治疗的研究。在Advanced materials,Biomaterials等杂志上发表论文2篇,申请国内专利2项。
  • 浙大白瑞良团队发明新型分子磁共振成像技术,有望无创预测胶质瘤治疗敏感性
    2022年11月14日,浙江大学医学院系统神经与认知科学研究所、教育部脑与脑机融合前沿科学中心白瑞良团队联合山东省立医院刘英超团队,在Nature Biomedical Engineering杂志发表了题为“Transmembrane water-efflux rate measured by magnetic resonance imaging as a biomarker of the expression of aquaporin-4 in gliomas” (DOI: 10.1038/s41551-022-00960-9)的研究论文。该文首次报道了一种水通道蛋白4(AQP4)的在体可视化技术,在胶质瘤治疗敏感性预测方面展现出初步效果。该技术可在临床环境中轻松实现,有望为未来胶质瘤精准诊断和治疗管理提供一种有效的影像学工具。胶质瘤是中枢神经系统最为常见的原发肿瘤,展现出高度异质性和难治性,是临床治疗中最棘手的难点之一。水通道蛋白4(AQP4)是中枢神经系统的主要水通道蛋白之一,在胶质瘤细胞命运决定中发挥重要作用,是胶质瘤精准诊疗的理想生物标记物。然而,AQP4的活体检测十分困难,尚缺乏有效手段。面对该重大临床问题,浙江大学白瑞良团队及山东省立医院刘英超团队,通过医工交叉的技术手段,在该领域取得重大突破,发明了一种快速、无创的全肿瘤AQP4高分辨磁共振成像技术,弥补了该领域的技术空白,并首次发现AQP4表达水平与胶质瘤治疗抵抗存在直接相关,能够有效预测胶质瘤放化疗治疗的敏感性。该工作为胶质瘤的精准诊断提供了一种有效的影像学工具技术,可为胶质瘤的预后评估发挥关键作用。AQP4是一种大分子膜蛋白,在常规MRS等磁共振成像技术中不可见。作者参考广泛应用于生命科学的荧光标记方法,利用AQP4能够介导水分子的跨膜运输活动这一现象,且单个AQP4分子能够每秒介导大量(~2.4pL)水分子通过细胞膜(胶质瘤细胞体积约为10pL),巧妙的提出了AQP4磁共振成像的新原理–即通过测量AQP4介导的水分子跨膜流出速率kio,从而实现对体内AQP4分子的特异性标记和信号放大。研究团队利用临床常规使用磁共振造影剂(例如Gd-DTPA)的胞外分布特性,通过进一步改造动态对比增强磁共振成像技术(dynamic-contrast-enhanced MRI, DCE MRI),极大提高了DCE-MRI对水分子跨膜运输测量的敏感度,在不增加患者经济和时间成本的情况下实现了对AQP4的精准测量。图1.新型AQP4磁共振成像原理和方法图解。通过测量AQP4介导的水分子跨膜流出速率(kio),特异性标记和放大AQP4在体磁共振信号,进而通过提升动态对比增强磁共振成像技术在kio测量方面的敏感度和特异性,最终实现在体AQP4高分辨成像。为了验证跨膜运输动态对比增强磁共振成像技术(water-exchange DCE-MRI)在检测AQP4方面的灵敏度和临床转化可行性,团队首先通过构建胶质瘤动物模型,将water-exchange DCE-MRI得到的水分子跨膜流出速率kio结果与AQP4免疫组化结果做空间分布对比,发现两者存在高度线性相关性;进而利用kio图谱引导立体定向活检,在胶质瘤病人中实现了磁共振图像与胶质瘤活检病理的空间点对点比较分析,发现新技术检测的AQP4表达依然与免疫组化结果存在高度线性相关性。最为重要的是,新技术不仅成功检测到肿瘤间AQP4表达差异,也准确检测出胶质瘤内AQP4分布的异质性以及替莫唑胺(TMZ)治疗下AQP4的动态变化。在检测特异性方面,研究团队发现通过AQP4敲除或特异性抑制均能有效减慢水分子跨膜流出速率,充分证明了新方法检测AQP4的特异性。图2.临床胶质瘤患者,Water-exchange DCE-MRI得到的kio参数图可以精准表征AQP4表达及其瘤内和瘤间异质性。为了进一步推动该技术的临床转化,研究团队利用新AQP4成像技术发现胶质瘤瘤间及瘤内均存在较强AQP4表达异质性。通过进一步的细胞实验及相关技术发现,低AQP4表达的胶质瘤组织(像素),以具有胶质瘤干细胞特性的慢增殖细胞为主,对替莫挫胺等放化疗治疗不敏感,耐药生物标志物(ZEB1)高表达;而高AQP4的胶质瘤组织(像素),以快增殖细胞为主,对替莫挫胺治疗敏感,ZEB1低表达。前期研究结果提示,AQP4成像有望揭示胶质瘤对放化疗治疗的敏感性。图3.AQP4表达水平提示胶质瘤对放化疗治疗的敏感性。低AQP4的胶质瘤组织以胶质瘤干细胞特征的慢增殖细胞为主(SCC),在替莫挫胺(TMZ)治疗下存活,并且表达更多的治疗抵抗标志蛋白ZEB1。综上所述,研究团队巧妙地设计了一种标记AQP4的磁共振成像新技术,实现了胶质瘤内AQP4的无创、高分辨、定量成像,成功揭示了胶质瘤内AQP4表达的空间异质性,并初步发现新技术能够提示胶质瘤对放化疗治疗的敏感性。该技术在常规3T及多种场强下均可实现,且可以在临床常规造影剂的配合下、无需额外增加扫描时间及成本的条件下完成,具有很强的普适性,有望为胶质瘤的个体化精准诊疗提供有效的影像学工具。浙江大学博士生贾银行为第一作者、山东第一医科大学附属省立医院神经外科主任医师许尚臣和浙江大学博士生韩广旭为共同第一作者,浙江大学医学院、教育部脑与脑机融合前沿科学中心白瑞良研究员为通讯作者,山东第一医科大学附属省立医院神经外科主任医师刘英超为共同通讯作者,研究得到了浙江大学段树民院士、刘冲教授,浙江大学附属第二医院神经外科张建民主任、美国国立卫生研究院Peter J. Basser教授、哈佛医学院和麻省总医院的Jonathan Polimeni教授、山东大学陈增敬教授等专家的指导。该研究得到了国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划、浙江省自然科学基金以及浙江大学教育部脑与脑机融合前沿科学中心等的资助。原文链接:https://www.nature.com/articles/s41551-022-00960-9
  • Neuron:Piezo1可作为AD治疗靶点!厦大莫玮教授团队揭示小胶质细胞感知Aβ斑块新机制
    带你看文献,只做纯干货文献精读第41期阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是老年人常见的神经系统变性疾病,患者会出现日渐加重的认知障碍,严重影响了生活质量。AD的病理特征主要包括存在于细胞外的淀粉样蛋白-β(Amyloid-β, Aβ)斑块,以及神经元内tau蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结。小胶质细胞是定植于神经系统的固有免疫细胞,它可以通过物理或化学的手段来感知局部微环境的动态变化,来清除微环境中的损伤因子,从而对神经元起到保护作用。在AD中,小胶质细胞能够识别并吞噬病理性的Aβ聚合物和斑块沉积,因此对AD的靶点寻找和疾病治疗和具有重要价值。然而对于小胶质细胞是如何来感知并识别Aβ斑块的作用机制,目前的研究尚未完全阐明。2022年11月10日,厦门大学生命科学学院莫玮教授团队在Neuron杂志上发表了题为“Microglial Piezo1 senses Aβ fibrils stiffness to restrict Alzheimer’s disease”的研究论文。该研究证实,小胶质细胞对不溶性Aβ纤维硬度的感知依赖于机械力受体Piezo1。在AD小鼠模型中,Piezo1缺失导致小鼠的Aβ病理和神经退行性病变的加剧。相反,通过药理学手段来激活Piezo1能够显著改善AD相关病理变化。该研究结果表明,小胶质细胞中的Piezo1可能是一个有前景的AD治疗靶点。鉴于Aβ斑块的多种化学成分,之前的研究工作主要集中在小胶质细胞如何通过化学信号来感知Aβ斑块。最近的研究表明,小胶质细胞能够对机械力的变化做出反应,并优先迁移到更坚硬的基质上,而小胶质细胞对Aβ斑块硬度响应的机械感知尚不清楚。Piezo家族是哺乳动物细胞中的机械敏感性阳离子通道蛋白。作为机械力受体,Piezo可通过感受细胞膜机械力的变化,包括剪切应力、硬度和周期性压力等,并将机械信号转化为电信号或化学信号。为了确定Aβ斑块在物理特性上的改变,文章作者利用原子力显微镜对在体标记的Aβ斑块进行了检测。结果表明,在鲜活脑片中,Aβ斑块组织的硬度显著高于非Aβ斑块组织。作者进一步分析发现,相对其他机械通道蛋白,Piezo1在小胶质细胞中的表达最高。并且在体外原代培养小胶质细胞中,小胶质细胞中Piezo1的表达受到不溶性Aβ纤维硬度刺激而增高。最后,作者通过钙成像和电生理实验证实了小胶质细胞对纤维化Aβ硬度的感知依赖于Piezo1。此外,作者通过对AD小鼠模型和临床尸检样本进行了检测,观察到Aβ斑块附近的小胶质细胞中Piezo1的表达显著上调。图1.5×FAD小鼠与AD患者脑组织中小胶质细胞Piezo1的表达升高为了进一步确定小胶质细胞中的Piezo1在Aβ病理中的作用,作者对小胶质细胞中的Piezo1进行了敲除。Piezo1缺失加重了5×FAD小鼠(AD小鼠模型)的Aβ斑块负担、突触丢失以及认知损害,而且还会损害小胶质细胞的吞噬活性,减少小胶质细胞向Aβ斑块的聚集,导致斑块被包裹的程度减少,斑块更加松散。与之相反,在5×FAD小鼠中,作者在利用激动剂激活Piezo1后,小胶质细胞在Aβ斑块周围的聚集以及对Aβ斑块的吞噬显著增加,并且小鼠的认知功能也得到明显改善。然而,当小胶质细胞中的Piezo1被敲除后,给予Piezo1激动剂不再具有改善Aβ相关病理的作用。这些结果表明,Piezo1介导的小胶质细胞激活对于抑制Aβ相关病理以及认知功能改善至关重要。图2.小胶质细胞Piezo1激活能够显著改善5×FAD小鼠的Aβ斑块负担和认知能力综上,小胶质细胞可通过机械感觉离子通道Piezo1来感知Aβ纤维硬度,调节小胶质细胞对Aβ斑块的反应,从而阻止Aβ病理的扩散,凸显了小胶质细胞机械生物学在AD病理中的保护作用。此外,激活小胶质细胞中的Piezo1减轻了AD相关病理,进一步提高了调节Piezo1活性在AD治疗中的价值。从机械转导途径揭示小胶质细胞Piezo1在AD病理中的作用,将进一步拓展我们对AD发病机制的理解。研究方法亮点这项工作揭示了小胶质细胞通过机械力受体Piezo1感知纤维化Aβ硬度的作用机制。研究用到了脑立体定位注射、膜片钳记录、原代细胞培养、免疫组化以及细胞分子检测等实验技术。瑞沃德深耕生命科学研究领域20年,一直致力于为客户提供可信赖的解决方案和服务。在该研究中,研究人员采用了瑞沃德公司生产的脑立体定位注射系统,为实验的顺利开展提供了支持。此外,瑞沃德还可提供的该研究所涉及的电生理记录、原代细胞培养、免疫组化以及细胞分子检测等实验的完整解决方案。截至目前,瑞沃德产品及服务覆盖海内外100多个国家和地区,客户涵盖全球700+医院,1000+科研院所,6000+高等院校,已助力全球科研人员发表SCI文章14500+,获得行业广泛认可。论文原文链接:https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.10.021
  • 新型纳米粒子可提高恶性脑瘤治疗效果
    p style=" text-indent: 2em " 美国研究人员设计出一种新型纳米粒子,能同时将两种药物运送到大脑肿瘤部位,增强对一种死亡率很高的脑瘤——多形性胶质母细胞瘤的治疗效果,已在动物实验中取得成功。 /p p style=" text-indent: 2em " 多形性胶质母细胞瘤是一种难以治疗的常见恶性脑肿瘤,死亡率很高。直接注射药物难以通过血脑屏障抵达大脑和肿瘤细胞迅速对单一药物产生抵抗力,是治疗该疾病的两大难点。 /p p style=" text-indent: 2em " 美国麻省理工学院研究人员在英国《自然· 通讯》杂志上报告说,他们给脂质体纳米粒子加上转铁蛋白涂层,能使粒子顺利通过血脑屏障,并准确抵达肿瘤部位同时避开正常细胞。 /p p style=" text-indent: 2em " 脂质体是一种中空的人工球状微粒,外壳是脂质双分子层。研究人员在脂质体内部装上化疗药物替莫唑胺,负责破坏肿瘤细胞的DNA(脱氧核糖核酸);用外壳装载一种名为“JQ-1”的实验药物,负责阻止肿瘤细胞修复DNA损伤。两者联合发挥作用,能减少药物抵抗。 /p p style=" text-indent: 2em " 与直接注射药物相比,用这种加了转铁蛋白涂层的脂质体运送药物能起到更好的效果,实验鼠的脑部肿瘤缩小的幅度更大,生存率也更高。此外,新方法还能避免直接注射药物导致的一些不良反应。 /p p style=" text-indent: 2em " 研究人员说,该方法还能用于运送其他抗癌药物。血脑屏障的存在使许多药物无法用于脑肿瘤,新技术将改变这种状况,扩大选择范围。 /p
  • Nature丨癌细胞中的“团伙作案”:ecDNA“犯罪中心”驱动癌基因分子间的协同表达
    DNA不仅可以按其序列编码信息,也可以按其形状编码信息。人类基因组被分割成由染色质纤维折叠成动态的层次结构组成的染色体。这种空间结构(包括许多染色质环)可以将远端元件拉近,并将转录活动组织到不同的区域,从而限制了DNA的调控和转录机制。而在癌症中,这种染色质环境则发生了深远的改变【1】。近年来,编码癌基因的环状染色体外DNA(ecDNA)被证明在癌症中广泛存在,是癌症基因组的普遍特征,也是人类癌症进展的有力驱动因素。ecDNA是共价闭合双链,不同于在健康体细胞组织中发现的千碱基大小的环状DNA,其大小从100千碱基到数兆碱基不等,且被高度扩增【1】。ecDNA缺乏着丝粒,并且在每次细胞分裂后随机分布在子细胞中,使得其可以快速积累,且可以选择具有耐药性或其他适应性优势的ecDNA变体【2】。ecDNAs可以重新整合到染色体中,因此也可能作为某些染色体扩增的前体【3】。ecDNA具有更高的染色质可及性而缺乏更高的染色质致密性,且包含内源性致癌基因增强子元件,这表明癌基因扩增子可能是通过调控依赖性来扩增转录的【1,4】。值得一提的是,ecDNA存在于正常染色体环境之外,但其在细胞核中的空间组织尚不清楚。此外,ecDNA可以在细胞分裂期间或DNA损伤后聚集,但此生物学后果也尚不清楚。2021年11月24日,来自美国斯坦福大学的Howard Y. Chang团队在Nature上在线发表题为 EcDNA hubs drive cooperative intermolecular oncogene expression 的文章,研究了致癌ecDNA的空间、表观遗传学和转录动力学,揭示了由聚集在间期细胞细胞核中的约10-100个ecDNA组成的ecDNA“中心”,可以驱动分子间增强子信号以促使癌基因表达扩增,从而作为癌基因协同转录的组合增强子平台。研究人员利用DNA荧光原位杂交(FISH)技术,使用靶向多个细胞系中的ecDNA扩增的癌基因的探针来观察间期细胞核中ecDNA的定位,包括前列腺癌细胞系PC3(MYC扩增)、结直肠癌细胞系COLO320-DM(MYC扩增)、多形性成胶质细胞瘤细胞系HK359(EGFR扩增)和胃癌细胞系SNU16(MYC和FGFR2扩增)。结果显示,在进行实验的所有ecDNA阳性癌细胞中,尽管有数十到数百个单独的ecDNA分子,这些ecDNA的DNA FISH信号在很大程度上都局限于间期细胞细胞核的特定区域,由此表明ecDNA彼此发生了强烈聚集,该特征被称为ecDNA“中心”。这些ecDNA“中心”所占据的空间比相同大小的相邻染色体片段大得多,提示它们由许多紧密聚集在该空间中的ecDNA分子组成。进一步实验发现,ecDNA的聚集可以发生在具有不同癌基因扩增的各种癌症类型和原发性肿瘤中。随后,研究人员通过联合DNA和新生RNA FISH,在PC3和COLO320-DM细胞系中观察MYC等位基因的活跃转录,并计算每个ecDNA分子的MYC转录概率。结果显示,大多数新生的MYC mRNA转录本来自ecDNA“中心”,而不是来自染色体位点。ecDNA“中心”上致癌基因的转录活性明显高于染色体位点,表明当同一细胞中有更多的ecDNA拷贝时,每个ecDNA分子转录癌基因的可能性更大,尤其是以ecDNA“中心”的形式。人类染色体8q24上的MYC癌基因是癌症中体细胞DNA重排的热点,在人类癌症中近30%的MYC扩增以ecDNA的形式存在,通常包含MYC和PVT1(浆细胞瘤变体转录本1,位于MYC 3’端55kb处,是人类癌症的常发断点)的5’端部分。MYC的两侧是超级增强子,以赖氨酸27处的组蛋白H3乙酰化(H3K27ac)和BET蛋白(如BRD4)为标记,MYC转录对抑制剂JQ1置换BET蛋白高度敏感。为了检测活细胞中的MYC ecDNA,研究人员在COLO320-DM细胞中的MYC ecDNA中插入Tet-operator (TetO)阵列,并用TetR-eGFP或TetR-eGFP(A206K)标记ecDNA,以最小化GFP二聚化。实验结果显示,JQ1能有效降低COLO320-DM细胞(含MYC ecDNA)中MYC mRNA的水平,但对COLO320-HSR细胞(染色体MYC扩增子或均匀染色区)中MYC mRNA的水平没有显著影响(注:这两种细胞来自同一患者肿瘤,除了MYC扩增的背景外,具有高度相似的遗传背景)。此外,TetO-GFP COLO320-DM细胞的活细胞成像显示ecDNA“中心”在有丝分裂期间分解成更小的颗粒,之后又重新形成大的“中心”。值得注意的是,有丝分裂后的ecDNA“中心”的组装会被JQ1阻断。这些结果表明,COLO320-DM细胞中ecDNA“中心”的形成、维持和癌基因转录对BET蛋白的溴域H3K27ac相互作用具有独特的依赖性。为了将ecDNA结构与MYC转录调控联系起来,研究人员使用五种正交方法重建了COLO320-DM ecDNA,报告了迄今为止组装的最大的ecDNA结构——一个4.328 Mb的ecDNA,包含PVT1-MYC融合、标准MYC序列和来自多个染色体起源的序列(染色体6、8、13和16)的多个拷贝,并且利用DNA FISH验证了PLUT、PCAT1和MYC基因在重建预测的ecDNA上的共定位。接下来,研究人员确定了与癌基因高表达相关的ecDNA调控元件。来自72,049个COLO320-DM和COLO320-HSR细胞的配对单细胞ATAC–seq和RNA-seq确定了47个与高MYC表达相关的ecDNA调控元件,而目前驱动ecDNA上MYC癌基因表达的PVT1启动子(PVT1p),在ecDNA“中心”内接受了广泛的组合增强子输入。进一步地实验表明,分子间增强子-启动子在ecDNA“中心”激活,同时研究人员证实PVT1p作为一种DNA元件,能够反式激活ecDNA“中心”。那么分子间增强子-基因的相互作用是否可以被精确定位和干扰呢?以SNU16细胞系(它包含两种不同的ecDNA类型:一种来自8号和11号染色体的MYC扩增子和一种来自10号染色体的FGFR2扩增子)为研究对象,实验结果表明FGFR2和MYC ecDNA是共同选择的,因此这两个扩增子上的增强子可协同激活MYC表达。然后,MYC蛋白又可以反过来激活FGFR2的表达。顺式和反式调控元件之间几乎没有重叠,这也证实分子间增强子元件是直接通过反式而非下游效应修改基因表达。而进一步评估独立癌症类型中的分子间ecDNA的相互作用显示ecDNA“中心”内的分子间增强子基因激活发生在不同的癌基因位点和多种癌症类型中。综上所述,ecDNA“中心”内ecDNA的局部聚集促进了新的分子间增强子-基因相互作用和癌基因过度表达(图1)。与偏向局部顺式调控元件并跨越100-300nm的染色体转录中心不同,ecDNA“中心”可以跨越1000 nm以上,且涉及位于不同ecDNA分子上的反式调控元件。毫无疑问,这一发现对于ecDNA如何进行选择以及ecDNA上癌基因调控的重组如何促进转录具有深远的意义。同时,对于ecDNA“中心”促进癌基因转录的认识为癌症治疗提供新的潜在机会。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41586-021-04116-8
  • 胶质能评定油品安定性 | 得利特推出实际胶质测定仪
    石油产品实际胶质是指在规定的仪器、温度、空气流条件下使燃料油蒸发后所得的残留物量。用来评价燃料油在贮存和使用中不安定组分使其质量变差的一种判断指标,该指标在石油产品规格中均有规定。 实际胶质是评定汽油安定性,判断汽油在发动机中生成胶质的倾向,判断汽油能否使用和能否继续储存的重要指标。国家标准规定,每100毫升汽油实际胶质不得大于5毫克。为什么会有实际胶质这个概念呢?因为我们国家的汽油不是清洁汽油,里面都有同样数值的烯烃,在常温下它会沉淀结胶,而结胶在高温下会碳化,形成积碳(当然积碳的形成原因并不是单一的。另外一种情况是:常温下的结胶会糊住喷油嘴,使雾化变差,不能充分燃烧而生成积碳)。当加入的汽油实际胶质过高时,会在油路尤其是进气阀上形成结胶,腐蚀油路。而不均匀的油路结胶(油管变细,喷油嘴堵塞导致雾化不良),导致燃烧室的供油量下降,破坏正常的空燃比(空燃比是发动机设计的时候的一个很重要的技术参数),这样就会造成火花塞点燃汽油之前汽油自燃对外做功(也就是爆震)。损伤发动机,影响使用寿命。A2080实际胶质测定仪符合GB/T 509、GB/T 8019、ASTM D381,用于测定汽油、煤油和柴油蒸发时形成的胶质,即燃料油在发动机中使用时造成胶质的记录。仪器特点:1、采用德国装测温传感器。2、升温速度快,恒温精度高,金属浴恒温。3、无噪音、无污染气流分布均匀稳定。技术参数:测温原件:采用德国JUMO公司原装测温传感器浴恒温范围:0~300℃恒温点及精度:150±1.0℃ 180±1.0℃ 250±1.0℃;可自行设定消耗功率:小于2500W油浴:Φ200×220mm额定电流:10A控温精度:±1℃温度传感器:PT100试验孔数:3流量计流量范围:40~70L/min相对湿度:≤85%温度计:0~360℃ 分度值 1.0℃环境温度:5℃~40℃工作电源:AC220V±10%,50Hz外形尺寸:560mm×400mm×320mm重  量:30.9kg
  • 石油中胶质和沥青质怎样检测?
    石油中胶质和沥青质怎样检测??从煤油馏分中开始,随馏分沸点的升高,其含量不断增加,渣油中含量大,沥青质全部集中在渣油中。怎么检测出具体数据,山东盛泰仪器厂家家推出的SH8019实际胶质测定仪是专门用于测定航空汽油和车用汽油中实际胶质含量的仪器。适用于按GB/T 8019-2008《燃料胶质含量的测定喷射蒸发法》等效ASTM D381中规定的方法,对航空汽油和车用汽油进行实际胶质试验,配备专用的无油静音空压机。 [object Object]石化油品检测仪器系列全自动开口闪点仪全自动闭口闪点仪微量水分仪运动粘度仪破抗乳化仪自动酸值酸度仪全自动凝点倾点仪自动脱气震荡仪泡沫测定仪锈蚀腐蚀仪铜片腐蚀仪石油密度仪全自动水溶性酸碱仪气相色谱仪耐压测试仪油介损电阻率测试仪闪点仪运动粘度仪凝点倾点仪破抗乳化仪泡沫测定仪润滑油脂水分仪酸值仪锥入度仪滴点仪宽温滴点仪润滑脂相似粘度仪润滑油蒸发损失度仪润滑油氧化安定性仪(旋转氧弹)润滑油脂蒸发损失度仪润滑脂油铜片腐蚀仪抗水淋性仪空气释放值仪全自动四球机开口闪点仪闭口闪点仪量热仪定硫仪全自动酸值酸度仪全自动微量水分仪全自动冷滤点测定仪全自动凝点倾点仪饱和蒸汽压测定仪馏程测定仪沸程测定仪馏分燃料油氧化安定性仪实际胶质测定仪铜片腐蚀仪石油密度仪全自动汽油氧化安定性仪石油残炭测定仪机械杂质度仪十六烷值辛烷值仪石油色度仪硫含量测定仪石油产品苯胺点测定仪机械杂质度仪防冻液冷却液冰点仪全自动表观粘度仪发动机油泵送温度测定仪滚筒安定性试验仪油污颗粒度仪梯姆肯试验机十万次剪切试验机液压油热稳定性测定仪液压油过滤性测定仪液压油水解安定性试验仪绝缘油带电倾向性测定仪有机热载体氧化安定性测定仪内燃机油成焦倾向性测定仪全自动自燃点仪化学发光定氮仪石油产品硫醇硫测定仪体积电阻率测定仪润滑脂漏失量测定仪润滑油脂机械杂质度仪润滑脂合成橡胶试验仪全自动沸程仪盐雾腐蚀试验器石油产品灰分仪液体石油产品烃类测定仪润滑脂压力分油器润滑脂钢网分油器润滑脂粘附性测定仪润滑油脂防冻液仪器清单明细化学发光定氮仪SH0248C全自动凝点冷滤点仪SH128 全自动防冻液冷却液冰点仪SH0048B 全自动相似粘度仪全自动苯胺点测定仪SD262B全自动结晶点测定仪低温闭口闪点仪SRH12润滑油抗磨试验机减压馏程测定仪SD0165石油产品流程测定仪原油6孔水分仪康氏残碳测定仪油品烟点测定仪sd382高低温锥入度仪SD2801E喷气燃料银片腐蚀测定仪SH0023发动机冷却液腐蚀测定仪SH0085发动机冷却液沸点测定仪SH0089全自动机械杂志仪SH101B石油产品密度测定仪SH102A自动表面张力仪SH107自动酸值测定仪SH108B表面粘度测定仪SH110发动机冷却液泡沫倾向性测定仪SH126C润滑油高温泡沫测定仪SH126E润滑脂滚筒性测定仪SH129辛烷值和十六烷值测定仪SH131馏分燃料油氧化安定性测定仪SH0175自动选装氧化安定性测定仪SH0193C变压器油氧化安定性SH0206凝点倾点冷滤点测定仪SH0248自动碱值测定仪SH251石油产品酸值酸度测定仪SH258全自动水溶性酸碱测试仪SH259B润滑脂手动捣脂器SH269-1便携式油污颗粒计数器SH302A全自动油污颗粒计数器SH302B石油产品密封适应性指数仪SH305润滑脂氧化安定性SH325深色石油硫含量测定仪SH387石油产品硫氯测定仪SH409高温剪切测定仪SH417防锈油脂湿热试验箱SH601自动溴价溴值测定仪SH630发动机冷冻也与制冷剂相容性SH0669紫外荧光定硫仪SH706B 自动抗燃油自燃点测定仪固体自热实验仪石蜡熔点测定仪石油蜡含量测定仪液化石油蒸汽压测定仪原油蜡含量测定仪自动石油产品蒸气压测定仪石油产品蒸气压测定仪工业芳烃铜片腐蚀仪梯姆肯磨损试验仪石油产品酸值酸度试验仪润滑脂蒸发度仪发动机胶质测定仪抗水喷雾试验仪润滑脂防腐性测定仪全自动沸程仪沸程仪sd260b 双联石油水分仪SH607内燃机油成焦倾向性测定仪SH8018 汽油氧化安定性sd8022 齿轮油抗乳化仪SH107B 自动表面张力仪SH0209液压器油氧化安定性SH0325 B全自动润滑脂氧化安定SH606防锈油脂湿热试验箱SH706b自动自然点测定仪SH706c固体自然点测定仪全自动奥氏运动粘度仪平衡法低温闭口闪点仪SHD385B绝缘油带电度全自动测定仪
  • 浙江省健康产品化妆品行业协会批准发布《化妆品舒缓功效测试角质形成细胞 白介素-8生成抑制法》等4项团体标准
    各有关单位:根据国家标准化管理委员会、民政部《团体标准管理规定》(国标委〔2019〕1号)规定,按照《浙江省健康产品化妆品行业协会团体标准管理办法》的相关要求,由浙江省食品药品检验研究院提出,浙江省健康产品化妆品行业协会归口的《化妆品舒缓功效测试角质形成细胞白介素-8生成抑制法》等四项团体标准经立项、起草、征求意见、技术审查等标准编制流程,已完成标准编制工作,现予以批准发布。标准编号见附件,自2024年4月15日起实施。特此公告。附件:团体标准的标准编号、标准名称及实施日期一览表 浙江省健康产品化妆品行业协会2024年1月15日【2024】2 号--关于发布《化妆品舒缓功效测试角质形成细胞白介素-8生成抑制法》等4项团体标准的公告(1).pdf
  • 空间代谢组学:单细胞空间代谢流分析新方法
    空间代谢组学:单细胞空间代谢流分析新方法原创 飞飞 赛默飞色谱与质谱中国 关注我们,更多干货和惊喜好礼刘甜生物体内的代谢物和脂质不仅是细胞的关键组成模块,它们在信号传导、表观基因组调控、免疫、炎症和癌症发展中同样具有重要作用和意义。代谢组学分析是我们了解、评估生物体、器官和细胞状态的重要方式。而单细胞技术通过展示组织内部甚至单克隆细胞之间的细胞异质性,将生物学研究推进至新维度。质谱成像(MSI)技术可以从样品中创建特定化合物的图像,这些图像是由样品表面获得的数千个质谱生成的。每个记录的质谱都会为图像贡献一个像素,而每个质谱中的峰都可以生成一个图像。与其他成像方法相比,MSI无需化合物标记,可实现非靶向分析。本次与大家分享的是一篇最新发表于bioRxiv上的有关单细胞空间代谢流分析方法的文章[1]。研究人员基于AP-SMALDI Orbitrap平台开发了一种命名为“13C-SpaceM”的新方法,通过13C标记的葡萄糖示踪葡萄糖依赖性脂肪酸从头合成途径(glucose-dependent de novo lipogenesis)。本方法应用超高分辨率的基质辅助激光解吸/电离实现了单细胞质谱成像,并通过全离子碎裂模式(AIF)模拟了脂肪酸分析前处理过程中的皂化反应,对包括甘油磷脂在内的主要脂质中的脂肪酸部分实现了共同分析。超高灵敏度、高分辨质谱检测器为单细胞内脂肪酸同位素检测提供了准确的定性、定量结果。研究人员通过鼠肝癌细胞的常氧-低氧模型,对检测方法进行了验证,确认方法的有效性。之后应用本方法分别检测了ATP柠檬酸裂解酶基因敲降(ACLY knockdown)鼠肝癌细胞以及携带异柠檬酸脱氢酶(IDH)突变的小鼠胶质瘤脑组织切片,通过比较脂肪酸的同位素丰度变化评估脂肪酸从头合成比例以及外源性脂肪酸摄取的变化。分析结果揭示了在脂肪酸从头合成过程中,乙酰辅酶A池(Acetyl-CoA pool)中存在大量的空间异质性,这表明在微环境适应过程中发生了代谢重编程。01研究背景脂质在生物体生命过程中承担着多种重要作用,多数脂质是由脂肪酸合成而来。成年哺乳动物体内的细胞通常由血液中摄取脂肪酸,而脂肪、肝脏以及癌细胞还可以Acetyl-CoA为底物,从头合成脂肪酸[2]。Acetyl-CoA经过一系列代谢反应,可以生成含有16个碳的饱和脂肪酸棕榈酸(16:0),之后棕榈酸发生碳链延长或去饱和反应生成不同的饱和、不饱和脂肪酸,从而影响脂质组成。而Acetyl-CoA同样有多种来源,除了葡萄糖经由TCA循环生成的柠檬酸在ACLY作用下生成Acetyl-CoA以外,在缺氧环境下,葡萄糖后续代谢产物丙酮酸会转化为乳酸,从而无法合成Acetyl-CoA、进入脂肪酸合成途径。在此情况下,谷氨酰胺可通过还原羧化反应生成柠檬酸,进而合成Acetyl-CoA [3,4] 。另有文献报道,缺氧环境下的癌细胞还可以将乙酸作为脂肪酸合成的前体 [5,6] 。而Acetyl-CoA除了作为脂肪酸合成底物以外,对于蛋白翻译后修饰、基因表达等均有重要作用。通过监控脂肪酸合成和Acetyl-CoA代谢间的互动可以帮助我们深入理解癌细胞的生存状态。02分析方法大气压MALDI成像分析是通过AP-SMALDI5离子源配合Q Exactive plus高分辨质谱仪实现的。激光像素设置为 10×10 µ m,激光衰减器角度设置为33°。质谱在负离子模式下采用一级全扫描和全离子碎裂(AIF)扫描模式。AIF模式的隔离范围为 m/z 600-1000,扫描范围为m/z 100-400,分辨率 140k,最大注入时间500 ms,碰撞能量NC 25%。(图1)图1. 单细胞代谢流质谱成像分析流程(点击查看大图)MALDI分析前后,分别应用显微镜检测,确定细胞影像位置及MALDI消融标记位置。通过检测MALDI的消融标记,将其与细胞影像叠加,并通过应用数学公式进行解卷积,从而整合显微镜图像和MALDI图像。实现了应用MALDI成像质谱检测到的单细胞分子轮廓。(图2)图2. 整合显微镜和MALDI-MS分析结果实现单细胞质谱成像(点击查看大图)03鼠肝癌细胞常氧-低氧模型单细胞成像分析鼠肝癌细胞在添加25 mM的12C-葡萄糖或U-13C-葡萄糖后,用含1mM醋酸、2 mM谷氨酰胺和10%透析胎牛血清的无葡萄糖DMEM细胞培养基培养,在37°C、5% CO2的培养箱中在常氧(20% O2)或低氧(0.5% O2)条件下培养72小时。选择72小时的时间点是为了确保棕榈酸的同位素标记已经达到稳态。(图3)在低氧条件下培养的细胞被表达绿色荧光蛋白(GFP)标记。在共培养实验中,常氧和低氧细胞使用胰酶分离,每种条件下混合10000个细胞,在同一张玻璃片上进行培养,并在固定之前允许其附着3小时。图3. 由稳定同位素标记的13C6-葡萄糖生成细胞质Acetyl-CoA以及后续的脂肪酸和脂质合成途径(点击查看大图)通过质谱一级全扫描分析,质谱成像共检测到64种脂质,包括磷脂酸(PA)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酰乙醇胺(PE)、磷脂酰丝氨酸(PS)等。具体脂质鉴定结果经过了常规LCMS脂质分析确认。在AIF模式下,检测到了11种含量最高的脂肪酸,相应检测结果同样与常规LCMS分析结果相符。为了验证本方法,研究人员检测了常氧-低氧培养的鼠肝癌细胞混合样本。通过对氨基酸同位素峰的定量分析,发现13C标记的棕榈酸(M0)主要在正常细胞中检出,而缺氧细胞中的棕榈酸以未标记状态(M+0)为主。通过GFP标记结果的对照,证明了本方法可以通过同位素峰分布有效识别不同培养状态的细胞。图4. 在常氧(GFP阴性)和低氧(GFP阳性)条件下的原代鼠肝癌细胞共培养模型的显微镜和质谱成像结果(点击查看大图)图5. 通过GFP标记验证识别不同培养模式细胞的准确性(点击查看大图)04单细胞Acetyl-CoA池标记水平分析研究人员使用了两种表达不重叠的shRNA序列(ACLYkd oligo1和ACLYkd oligo 2)细胞系以及一个对照组细胞系。通过使用1 μg/mL的四环素处理细胞72小时实现了ACLY沉默。质谱成像数据是以10 μm的像素大小获得的,每个细胞的平均面积为550μm2,平均每个细胞有12个像素。通过应用二项式模型计算每个细胞的acetyl-CoA池标记程度p值,从而量化细胞质中acetyl-CoA池中从葡萄糖衍生的同位素标记acetyl-CoA的比例。测试结果与预期相符,ACLYkd细胞中的acetyl-CoA池标记水平低于对照组。值得注意的是,两种ACLYkd细胞之间的差异非常明显。ACLYkd oligo1的结果呈双峰分布,p值的差异明显较大,表明该细胞系存在两个亚群体。其中一个模式显示的p值与对照组相近,说明存在一个“沉默失败”的细胞亚群。ACLYkd oligo1第二个模式具有的p值明显则低于ACLYkd oligo 2,表明ACLYkd oligo 1中还存在一个“强沉默”的亚群,在这些细胞中,沉默效率非常高,导致acetyl-CoA同位素标记比例大幅降低。在ACLYkd oligo 2中,acetyl-CoA池的标记程度以及GFP报告基因强度显示出更均一的分布。M+2峰是最能表现出ACLYkd oligo1细胞中“强沉默”群体的低acetyl-CoA标记表型的质谱峰。M+8峰则为对照组细胞的特征标记峰。M+2和M+8之间的差异可以作为显示异质性的指标,用于展示葡萄糖对细胞质中acetyl-CoA的相对贡献。因此,13C-SpaceM能够检测ACLY敲降细胞中的异质性,并识别不同的亚群体。这种单细胞和空间异质性无法通过整体分析揭示,显示了13C-SpaceM方法的独特优势。图6. 细胞ACLY敲降后acetyl-CoA的同位素标记程度分析(点击查看大图)05肿瘤组学中氨基酸合成异质性的空间组学分析研究人员分析了从横向植入表达突变型异柠檬酸脱氢酶(IDH)和红色荧光蛋白(RFP)的GL261胶质瘤细胞的小鼠大脑组织切片。在采集组织前的48小时,小鼠被喂食未标记的或含有U-13C葡萄糖的液体饮食。首先,研究人员分析了12C-葡萄糖饮食的肿瘤携带小鼠大脑切片中的酯化脂肪酸组成。通过比较质谱TIC与显微镜明场和荧光成像,发现整个大脑(包括肿瘤区域)的质谱离子响应很高(图7a)。测试过程中,肿瘤区域与组织切片的其余部分分别采用10μm和50μm激光分辨率进行分析。对不同脂肪酸的空间分析揭示了在非肿瘤携带的脑半球组织中,脂肪酸丰度存在高度的异质性,我们可以仅根据它们的脂肪酸组成来识别的某些结构,如胼胝体和前连合部,这两个区域都富含油酸(18:1)且棕榈酸(16:0)、硬脂酸(18:0)和花生四烯酸(20:4)的含量低。有趣的是,尽管棕榈酸、油酸、硬脂酸和花生四烯酸在肿瘤和周围的大脑组织中的含量相似,肉豆蔻酸(14:0)和棕榈酸(16:1)在肿瘤组织中则明显增加。与大脑其它部分相比,肿瘤中必需脂肪酸亚麻油酸(18:2)和α/γ亚麻酸(18:3)也明显增高。之后,研究人员分析了喂食含有U-13C葡萄糖饮食的小鼠肿瘤组织,从肿瘤组织中选择性分离出的5种主要从头合成的脂肪酸的同位素分布(图7c)。三种饱和脂肪酸肉豆蔻酸(14:0)、棕榈酸(16:0)和硬脂酸(18:0)的13C摄入丰度较高,同位素分布最大分别可至M+10,M+12和M+14。其中,肉豆蔻酸M+0的强度极低,几乎完全源自脂肪酸从头合成。由于肉豆蔻酸对一些重要信号蛋白的翻译后修饰很重要,这一发现表明胶质瘤可能选择性地上调肉豆蔻酸的合成以促进自身生长。相比之下,两种单不饱和脂肪酸,棕榈酸(16:1)和油酸(18:1)的M+0同位素的相对丰度较高。硬脂酸和油酸的M+2同位素丰度明显增加,表明它们是由未标记的前体(即棕榈酸和棕榈酸)延长形成的。研究人员进一步利用棕榈酸的同位素分布计算acetyl-CoA池中源自葡萄糖的比例,发现肿瘤组织内的该比例同样具有显著的空间异质性(图7d)。图7. 小鼠脑胶质瘤组织内部脂肪酸代谢空间异质性分析(点击查看大图)总结本文作者开发了一种全新的单细胞代谢流成像检测方法,将超高激光分辨率的大气压MALDI与高分辨率、高灵敏度的质谱检测器相结合,对细胞和肿瘤组织内的葡萄糖依赖性脂肪酸从头合成途径实现单细胞层面的空间分析。不仅为单细胞水平空间探测代谢活动提供了新的方法,还为正常和癌症组织中的脂肪酸摄取、合成和修饰分析提供了前所未有的视角。参考文献:1. Buglakova E, Ekelö f M, Schwaiger-Haber M, et al. 13C-SpaceM: Spatial single-cell isotope tracing reveals heterogeneity of de novo fatty acid synthesis in cancer. Preprint. bioRxiv. 2024 2023.08.18.553810. Published 2024 Feb 28. doi:10.1101/2023.08.18.5538102. Rö hrig F, Schulze A. The multifaceted roles of fatty acid synthesis in cancer. Nat Rev Cancer. 2016 16(11):732-749. doi:10.1038/nrc.2016.893. Metallo CM, Gameiro PA, Bell EL, et al. Reductive glutamine metabolism by IDH1 mediates lipogenesis under hypoxia. Nature. 2011 481(7381):380-384. Published 2011 Nov 20. doi:10.1038/nature106024. Wise DR, Ward PS, Shay JE, et al. Hypoxia promotes isocitrate dehydrogenase-dependent carboxylation of α-ketoglutarate to citrate to support cell growth and viability. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011 108(49):19611-19616. doi:10.1073/pnas.11177731085. Kamphorst JJ, Chung MK, Fan J, Rabinowitz JD. Quantitative analysis of acetyl-CoA production in hypoxic cancer cells reveals substantial contribution from acetate. Cancer Metab. 2014 2:23. Published 2014 Dec 11. doi:10.1186/2049-3002-2-236. Schug ZT, Peck B, Jones DT, et al. Acetyl-CoA synthetase 2 promotes acetate utilization and maintains cancer cell growth under metabolic stress. Cancer Cell. 2015 27(1):57-71. doi:10.1016/j.ccell.2014.12.002如需合作转载本文,请文末留言。
  • 爱思唯尔旗下《柳叶刀》和《细胞》或将被UCLA 抵制
    p   在开放学术平台逐渐流行的今天,学术期刊出版商不断提升价格的行为着实有点令人恼怒。最近,UCLA 就向爱思唯尔(Elsevier)发出了警告:如果加州大学系统和该学术出版巨头在今年底还没有达成协议的话,这家著名学府就要和《柳叶刀》、《细胞》等顶级期刊说再见了。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/6612fa40-7b74-4c88-8a9d-dde4229f5c89.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 316" height=" 309" style=" width: 316px height: 309px " / /p p   在加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA),学校管理者正在鼓励教授有效抵制出版巨头爱思唯尔(Elsevier)。目前,这一大学系统正在与爱思唯尔商讨新的合同。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span 爱思唯尔是全球科学、医学和科技信息主要提供者之一,成立于 1880 年,其出版物包括《柳叶刀》、《四面体》、《细胞》等学术期刊,ScienceDirect 电子期刊集,Trends 系列和 Current Opinion 系列期刊,在线引文数据库 Scopus 等。作为一个出版商,爱思唯尔以高利润率而著称(2017 年为 37%),其版权政策时而受到研究者们的批评。 /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/4f476041-164f-4098-840e-7ca64e76d0bc.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 457" height=" 201" style=" width: 457px height: 201px " / /p p   面对「不平等」的待遇,UCLA 决定使用一个不寻常的「筹码」:教员的研究成果。 /p p   在本周二发出的一封信中,UCLA 的官员要求教师们考虑拒绝评审爱思唯尔期刊的文章,直到合同谈判「朝着富有成效的方向发展」。这封信还要求教授们考虑在其他地方发表研究成果,包括一些著名的开放存取期刊。 /p p   该大学表示,他们希望达成一个更为合理的协议:费用降低,同时可以更加便捷地开放存取。但目前看来,谈判所剩的时间不多了:现有的合同将于 12 月 31 日到期。 /p p   「出版商获取内容的唯一渠道来自作者,」UC Berkeley 经济和信息学教授、图书馆馆长 Jeffrey K. MacKie-Mason 表示,他领导此次谈判。「他们销售的是获得研究文章的机会。如果他们手里没有研究,他们就没有什么可卖的了。」 /p p   加利福尼亚大学(UC)系统与爱思唯尔目前的五年合同中,为了让学生、教职工和研究者查看已出版的研究,学校需要花费约 5000 万美元。在 2017 年,爱思唯尔在约 2500 种期刊中出版了超过 43 万篇文章。 /p p   但对于批评者来说,该公司长期以来一直因为不劳而获的行径而「槽点满满」,其期刊的编辑管理和论文评审工作一直依赖于学者们的义务劳动,而查看文章的费用却在不断上涨。对此,爱思唯尔表示订阅费逐年提升的原因在于:内容量在不断增加,已发表的文章被引用次数也在显著增长。 /p p   在向教职员工发出的信中,UCLA 教务长、学术评议会主席、图书馆馆长 Scott L. Waugh 表示目前的情况「对于加州大学系统而言是不可持续的」。但目前,Waugh 拒绝接受媒体采访。 /p p   这封不寻常的信可能会让一些收件人感到担忧。虽然图书馆和教务长直接处理访问爱思唯尔文献的费用问题。但学校教员们「可能与爱思唯尔有着更加微妙的关系」,犹他大学 Marriott 图书馆管理和学术交流副院长 Rick Anderson 表示。Anderson 最近加入了由爱思唯尔设立的图书馆顾问委员会,虽然他没有因此获得报酬,但他的差旅费由爱思唯尔支付。 /p p   「这些是各学科绝对重要、核心的学术期刊——并不因为它们是爱思唯尔出版的,而是因为这些期刊在一些重要的科学领域中有着悠久的历史,」Anderson 表示,「这对于学术机构的教职工来说非常重要。」 /p p   Anderson 说道,这是有史以来第一次出现学校管理层鼓励教师抵制特定的出版商。 /p p   MacKie-Mason 则对这种观点表示异议,他认为这是一次由教师主导的努力,并补充说至少还有一起由 UC 教职工发起的抵制爱思唯尔活动。根据新闻报道,十五年前来自加州大学圣地亚哥分校的两位研究者号召全球学者一起抵制六份爱思唯尔出版的收费学术期刊。 /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 走向开放获取 /span /strong /p p   目前,加州大学和爱思唯尔都未对谈判细节作出评论。可以概括地来说,加州大学希望合同可以涵盖订阅费和开放存取研究的费用,MacKie-Mason 称。对于加州大学的研究人员来说,通用、直接的开放存取权利是他们的目标。 /p p   加州大学还希望降低学术传播的费用,而这是爱思唯尔公司盈利更多的部分,远超出版费用。「我们无法支付该费用,我们也不应该支付,这是公共资助的研究。」MacKie-Mason 说道。 /p p   加州大学圣地亚哥分校图书馆和学术评议会在一封信中公布,加州大学在期刊方面的花费中约有 1/4 流向爱思唯尔。 /p p   爱思唯尔在致加州大学戴维斯分校教师编辑的一封信中指出,加州大学「想要向投稿的作者付费,文章自由阅读,且只支付获取订阅内容的微不足道的费用。」 /p p   信中说在混合了订阅和开放存取发表文章的出版场景下,这很难调和。 /p p   爱思唯尔全球策略副总裁 Gemma Hersh 称,该公司想解决这件事。她补充说道,所有大学都没有固定的合同,尤其是开放存取的标准。「据观察,我们的全球客户有不同的偏好。」 /p p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 对教职工的影响 /strong /span /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/4a524157-3e84-43ae-86e6-592cb178abff.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 465" height=" 283" style=" width: 465px height: 283px " / /p p style=" text-indent: 2em " 完全的抵制可能会带来改变,犹他大学的 Anderson 认为,不过他预期 UCLA 的行动会是少数。如果加州其他大学也提出类似的建议,这或许更有意义,Anderson 说。 /p p   MacKie-Mason 称该抵制有「合理的机会」扩展到加州教育系统的其他大学。加州大学内外的教职工对这封抵制信的反应都是积极的,有教授赞扬 UCLA 敢于利用其影响力促进开放存取、影响出版行业。 /p p   但是,一些人也担忧这件事对年轻教职工的影响,他们必须发表文章来提升自己的职业生涯。爱思唯尔的期刊在学术就业市场中是金字招牌。 /p p   科罗拉多大学丹佛分校健康与行为科学副教授 Jimi Adams 在邮件中写道:很多现有期刊具备声望、社区和追踪记录,这些都有助于年轻学者在学术就业市场中的地位。 /p p   「顶级专业期刊尤其如此,门外汉通常更加依赖这些信号来判定一项研究的重要性。尽管我非常支持开发开放存取出版的新途径,但它们并不是万灵药。」 /p p   MacKie-Mason 称,他不希望年轻教师害怕选择抵制后会有报复。「学校给予他们很大的自由度,去追寻自己的研究、传播自己的研究。」 /p p   在 UCLA,教职工对大学试图减少成本的努力抱赞同态度,社会学系研究生院负责人 Edward Walker 说。他说,这封信把这个问题摊开在教授们的「面前」。 /p p   MacKie-Mason,这位加州大学的谈判代表称他希望如果如果到截止日期 12 月 31 日时谈判状况较好,那么加州大学将继续购买爱思唯尔的期刊。 /p p span style=" color: rgb(127, 127, 127) font-size: 14px " i strong 原文链接:https://www.chronicle.com/article/In-Talks-With-Elsevier-UCLA/245311 /strong /i /span br/ /p
  • PNAS:单细胞测序绘制大脑的细胞图谱
    斯坦福大学的著名学者Stephen Quake及其同事本周在《美国科学院院刊》(PNAS)上发表文章,介绍了人类脑细胞的单细胞转录组测序研究成果。   研究小组对近500个成人或胎儿脑细胞进行了单细胞RNA测序。利用这种方法,他们能够鉴定出大脑中所有主要的细胞类型,并确定神经元的亚型。他们还观察了神经元从早期发育到后期分化阶段的变化。   &ldquo 这些结果为构建人类大脑的细胞图谱奠定了基础,&rdquo 作者在文中写道。&ldquo 这种图谱将有助于我们确定神经元、胶质细胞和血管细胞的特定标志物,并将其与其他信息相关联,以便完全阐明人类大脑的细胞复杂性。&rdquo   人类大脑是极其复杂的。它含有许多种类的细胞,它们的基因表达模式存在差异。因标志物相对较少,传统的细胞分类方法存在限制,因此只能提供特定细胞类型的有限分子鉴定。   在这项研究中,研究人员使用了健康的神经元。它们是在癫痫的外科手术治疗过程中从人体中取得的。除了从8名成人中获得的样本,研究人员也研究了4个胎儿大脑样本中的细胞。他们总共对466个细胞进行单细胞RNA测序,以捕获成人和胎儿大脑中的细胞复杂性。   这些细胞的转录特征确定了10种类型的细胞,包括小神经胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞、神经元、前体细胞,以及之前没有明确定义的细胞。同时,当研究人员通过特异表达的基因来分类细胞时,细胞的分类稍微少了一些。   在更精细的水平上,研究人员发现113个成体神经元细胞可分成7个子类,包括5类抑制性神经元和2类兴奋性神经元。   最后,研究人员还利用单细胞转录组学来区分小鼠和人类脑细胞的基因表达特征,以及区分成体神经元和胎儿大脑中新生的神经细胞的转录模式。例如,单个神经元的转录模式表明,胎儿大脑中的神经元细胞明显不同于成人大脑中的那些。   另一方面,一些成体神经元表达了主要组织相容性复合体I类的免疫相关基因,这些神经元因此可能有能力引起免疫应答,驳斥了神经元缺乏免疫活性的观点。   作者认为,这项工作证明了单细胞RNA测序适用于人类大脑的研究,也向构建人类大脑的全面细胞图谱迈出了第一步。
  • 检测车用汽油的实际胶质含量的重要意义
    实际胶质是评定汽油安定性,判断汽油在发动机中生成胶质倾向,判断汽油能否使用和能否继续储存的重要指标。为什么会有实际胶质这个概念呢?因为我们国家的汽油不是清洁汽油,不管是90#,93#,97#里面都有同样数值的烯烃,在常温下它会沉淀结胶,而结胶在高温下会碳化,形成积碳。当加入的汽油实际胶质过高时,会在油路尤其是进气阀上形成结胶,腐蚀油路。而不均匀的油路结胶,导致燃烧室的供油量下降,破坏正常的空燃比,这样就会造成火花塞点燃汽油之前汽油自燃对外做功。损伤发动机,影响使用寿命。 根据《车用汽油环保技术要求DB11/ 238-2021》采取GB/T8019的试验方法,对车用汽油的实际胶质含量在未加入清净剂前要求不大于30mg/100ml ,加入溶剂洗胶质后每100毫升汽油实际胶质含量不得大于5毫克。 SH8019实际胶质测定仪是专门用于测定航空汽油和车用汽油中实际胶质含量的仪器。适用于按GB/T 8019-2008《燃料胶质含量的测定 喷射蒸发法》等效ASTM D381中规定的方法,对航空汽油和车用汽油进行实际胶质试验,配备专用的无油静音空压机。
  • 清华大学林金明教授:微流控探针诱导化学质膜穿孔用于单细胞蛋白质递送
    将小分子、核酸、蛋白质和药物导入细胞是监测和了解细胞行为以及生物功能的重要途径。然而,质膜是阻止外源分子进入细胞的生物屏障。因此,如何在保持细胞活力的同时高效地将外源分子递送到细胞中是细胞生物学领域的一个重要课题。为了克服现有大规模细胞内递送方法的弱点,例如细胞活性和递送效率不一致,主要基于膜破坏介导机制的微技术已成为一种有前景的解决方案。利用化学质膜穿孔进行单细胞递送的尚未得到广泛研究。2024年4月26日,清华大学化学系林金明教授团队在《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志在线发表了题为“Chemical Plasma Membrane Perforation Generated by a Microfluidic Probe for Single-Cell Intracellular Protein Delivery”的工作。该研究使用微流控探针将含有毛地黄皂苷和货物的溶液精确地作用到单细胞上。毛地黄皂苷与质膜中的胆固醇结合诱导质膜穿孔,货物通过孔进入细胞。碘化丙啶 (0.67 kDa) 和 FITC-葡聚糖 (10、40 和 150 kDa) 可以在3分钟内成功引入单细胞,同时保持细胞活力。两种蛋白质(细胞色素C和亲环素A)被递送进入细胞,并观察到它们在细胞中得生理功能。图1. 微流控探针诱导单细胞化学质膜穿孔首先,利用Comsol Multiphysics软件对微流控探针形成的微区域进行数值模拟。使用荧光素(扩散系数=500 μm2 /s)来指示溶质扩散。结果表明,注入的溶液可以被完全吸出,并且溶质被限制在液滴状微区域内而不会扩散。微区内溶质浓度分布均匀。计算了基质上的剪切应力,低剪切应力不会对细胞造成额外的机械损伤。实验在与模拟相同的条件下进行,使用荧光素显示微流控探针产生的微区域,与浓度分布模拟结果一致。溶液的连续流动使微区中毛地黄皂苷和货物的浓度几乎恒定,有利于维持递送过程的连续性和稳定性。图2. 流体的数值模拟通过微流控探针进行碘化丙啶(PI)的细胞内递送来验证该方法的可行性以及优化递送条件。尝试使用 20-100 μg/mL 毛地黄皂苷将 PI 递送至U87细胞。随着毛地黄皂苷浓度的增加,ts(PI开始进入时间)和tm(PI进入速度最大时间)逐渐减少,表明细胞穿孔加速。当毛地黄皂苷浓度为60 μg/mL时,ts约为20 s,1 min内即可观察到清晰的荧光。此外,还尝试了不同的PI浓度进行细胞内递送,较高的PI浓度也使得PI能够更快地进入细胞。还测试了流速对递送结果的影响。注入流量保持2 μL/min,抽出流量在6~14 μL/min之间调整。当抽吸流速大于8 μL/min时,进入细胞的PI量随着流速的增长而显着增加。图3. 毛地黄皂苷浓度、PI浓度和流速对细胞内递送的影响为了证明该方法的效率和通用性,使用该方法将PI递送至U87、HUVEC和A549细胞。当递送时间为20秒时,三种类型的细胞几乎不发出荧光。随着递送时间逐渐增加,细胞的相对荧光强度显着增加,递送处理50 s后观察到强烈的红色荧光。由于洋地黄皂苷的作用,质膜逐渐透化,PI通过质膜上形成的孔继续进入细胞。还检查了该方法递送大分子的能力,使用不同分子量(10、40和150 kDa)的 FITC-葡聚糖作为货物。FITC-葡聚糖可以在3min内进入细胞,并且FITC-葡聚糖进入的量随着递送时间的增加而增加。图4. PI和FITC-葡聚糖递送的结果在验证了这种方法用于单细胞胞内递送的可行性后,作者尝试了细胞内蛋白质递送。Cyt C ( Mw = 13 kDa) 是线粒体中的一种蛋白质,可将电子转移到呼吸链以维持ATP的产生。当cyt C释放到细胞质中时,它会引发细胞凋亡。由于外源cyt C在正常情况下不能进入细胞,利用微流控探针将cyt C递送至A549中作为抗肿瘤药物以诱导细胞凋亡。对照组和仅用毛地黄皂苷或cyt C处理的细胞之间未观察到caspase-3水平和Hoechst 33342染色结果的显着差异。毛地黄皂苷诱导的质膜穿孔不会引起细胞凋亡。仅用cyt C处理的细胞中caspase-3的水平也没有增加,表明正常情况下cyt C不能穿过质膜进入细胞激活凋亡途径。然而,在进行毛地黄皂苷介导的cyt C递送的细胞中,caspase-3水平显著增加,蓝色荧光显著增强。细胞形态发生明显变化,细胞体积缩小,并形成凋亡小体。这些结果表明,递送的cyt C成功诱导细胞凋亡,并且外源蛋白可以通过微流控探针有效地引入细胞内并发挥作用。图5. Cyt C被递送至A549以诱导细胞凋亡为了进一步探索这种方法在细胞研究中的潜力,作者利用它来研究肿瘤耐药性。CypA (M w = 18 kDa) 是一种广泛存在的细胞内蛋白质,可充当抗氧化剂。最近有报道称CypA通过重塑细胞氧化状态介导结直肠癌耐药。BCNU是一种常用的抗肿瘤药物,其诱导细胞毒性的机制之一是谷胱甘肽还原酶的抑制导致ROS的积累。利用微流控探针将CypA递送到U87中,研究CypA对胶质瘤耐药性的影响。与对照组相比,未经CypA递送的细胞经BCNU处理1小时后ROS水平显着升高,并且细胞形态发生改变。对于递送CypA的细胞,ROS含量显着低于未递送细胞,并且细胞保持正常形态。结果表明,递送的CypA在细胞中具有抗氧化作用,这可能增强U87对BCNU的耐药性。抑制CypA表达可能是治疗神经胶质瘤的潜在方法。图6. CypA对胶质瘤耐药性的影响总结作者开发了一种基于开放式微流控探针的方法,以方便高效地实现单细胞递送。该方法通过使用化学试剂对单个细胞进行质膜穿孔,将最大分子量为150 kDa 的外源货物递送到细胞中。与载体介导或场辅助递送方法相比,该方法不需要对货物进行额外处理,无需物理场辅助的温和递送条件也避免了对货物和细胞的额外损伤。作者展示了使用微流控探针进行cyt C和CypA的细胞内递送,证明了该方法能够研究外源蛋白质对细胞生命活动的影响。未来,各种货物(肽、蛋白质、mRNA、DNA、质粒、细胞器等)可以通过这种方法导入细胞内,调节细胞的生理功能和命运。而且该方法不需要昂贵的设备,操作简单,有望成为单细胞递送的一种理想方法。清华大学化学系林金明教授为该论文的通讯作者,清华大学化学系2022级博士生宋扬为本论文的第一作者。该研究受到国家重点研发计划(No.2022YFC3400700)和国家自然科学基金(No.22034005)的支持。关于林金明教授工学博士,分析化学专业。1984年福州大学毕业,1992年在日本昭和大学国际交流基金的资助下前往该大学药学部从事访问研究。1994年获得日本政府奖学金转入东京都立大学攻读博士学位,1997年3月获得工学博士学位,同年留校任教,2000年入选中国科学院“百人计划”,受聘中科院生态环境研究中心研究员、博士生导师;2001年获得国家杰出青年科学基金,2002年3月底回国工作,2004年入选清华大学“百名人才引进计划”,受聘清华大学化学系教授、博士生导师。2008年受聘教育部长江学者特聘教授,2014年入选英国皇家化学会会士。目前主要从事微流控芯片质谱联用细胞分析、化学发光/荧光免疫分析、复杂样品前处理分析、空气负离子检测与健康评估等研究。已培养博士研究生43名(含联合培养,其中留学生2名)、硕士研究生28名、博士后11名(其中留学生3名)、访问学者10名(其中外国访问学者1名)。
  • 气溶胶质谱在线分析北京雾霾成分
    16日夜间开始,北京经历今年来持续时间最长、程度最重的雾和霾天气过程。北京南部部分站点空气质量指数爆表,天地间一片昏暗。此时,网络上、朋友圈里各类关于空气质量的言论开始流传,其中人们最为关注的是“这次雾霾里主要是含硫酸铵,̷̷原来伦敦有次硫酸铵超标,有好多人没有防护而死亡”。  网络流传硫酸铵会致命。  此次重污染天气过程中,我们呼吸的空气里这到底包含什么物质?和之前的重污染天气相比有何不同?硫酸铵会直接导致死亡吗?为此,中国天气网记者采访了中国气象科学研究院大气成分所副研究员张养梅。  北京的霾里到底有哪些成分?  中国气象科学研究院位于北京市海淀区中国气象局大院内,在气科院大楼的楼顶,气溶胶质谱仪一直默默值守,在线采集、分析北京亚微米气溶胶的成分。张养梅介绍道,所谓亚微米气溶胶是指直径在1微米以下的粒子。大家熟悉的PM2.5其实是一个总称,包括空气中直径小于或等于2.5微米的固体颗粒或液滴。研究显示,直径1微米及以下的粒子占PM2.5的60%左右,因此质谱仪采集的数据对于分析大气成分是具有代表性的。  各类颗粒在采样颗粒中所占比重。绿色代表有机气溶胶,橙色为硫酸盐、蓝色为硝酸盐,粉色为氯化物,浅橙色为铵盐。有机气溶胶所占比重最大,硝酸盐次之。  16日至20日,北京采样颗粒中有机气溶胶占比最多。  通过仪器采集数据及分析,12月5日至20日采集到的1微米及以下的粒子,主要包括有机气溶胶、硝酸盐、硫酸盐等构成。有机气溶胶是一个总称概念,具体的组成目前还没有完全研究清楚,大家经常听说的多环芳烃就是有机气溶胶的一种。硫酸盐主要来自燃煤,燃煤排放的二氧化硫发生一系列氧化反应,成为硫酸铵。硝酸盐主要来自燃煤和机动车排放,氯化物的主要来源包括垃圾焚烧、燃煤以及燃放烟花爆竹等。  16日至20日,北京采样颗粒中有机气溶胶占比最多。  通过对12月16日至20日对北京的采样颗粒进行分析后,结果显示有机气溶胶是其中占比最大的颗粒,高达45% 硝酸盐颗粒占比24%排第二,主要来自燃煤和机动车排放等 硫酸盐占比15%,主要来自燃煤等 铵盐占比12%,氯化物占比4%。  北京霾和伦敦烟雾一样吗?有致命成分?  就在北京空气质量持续恶化之时,网络谣言也开始流传。针对网上流传的硫酸铵会致命,张养梅表示这是不可能的。空气质量好时,空气中也存在有机气溶胶、硫酸盐等颗粒,只是浓度较低、颗粒物较小。霾天气时,仪器不会观测到硫酸铵,观测到的是硫酸、铵两个离子,他们结合成硫酸铵的可能性很大,空气重污染时浓度更高一些。空气中含有硫酸铵并不是政府发布红色预警的必要条件。  硫酸铵是颗粒物,和二氧化硫气体有明显区别,颗粒物对人体健康的影响程度没有气体迅速。如果空气中二氧化硫气体浓度很高的话,相当于人在“吸毒气”,对人体有致命影响。当年的伦敦烟雾在短短几天内造成数千人死亡,就是因为空气中酸性气体浓度太高。监测显示,12月5日以来,北京硫酸盐的浓度峰值出现在20日,达40-50微克/立方米,远远低于伦敦烟雾事件时的浓度。  当然,硫酸铵等颗粒物也会影响人体健康。它们会随着呼吸进入人体肺部,引发心脑血管和呼吸道的疾病。另外,北京的空气污染物中,含有一定比例的铵,会和硫酸、硝酸发生中和形成颗粒,和酸性气体相比,颗粒的危害性相对轻一些。  污染物浓度日间变化明显 夜间高白天低  分析还表明,空气中各种污染物的浓度整体呈现白天低、夜间高的变化规律。分析时,将12月5日至20日每天同一时次颗粒浓度做分类平均统计,显示颗粒物夜间浓度明显偏高,白天下降明显。  各类颗粒的浓度白天下降明显,夜间明显上升。  张养梅表示,浓度变化主要受排放量和气象条件两个因素影响。在排放量相同的情况下,从气象条件来说,夜间湿度增大,可以吸附更多污染物。同时,冬季夜间气温较低,大气边界层下压。在气体容量不变的情况下,体积变小,空气污染物浓度升高。白天,大气边界层抬升,体积增大,污染物浓度降低。  和2008年相比硫酸盐浓度下降  总体来说,和之前相比,北京空气中的颗粒种类的浓度分布排位没有太大变化,有机气溶胶的浓度一直是最大。但是分析显示,今年12月和2008年1月相比,硫酸盐在不同颗粒物比重的排位下降。  从图中可见,今年12月5日至20日,硝酸盐(蓝色)在颗粒物组成中浓度上升,基本都排在第二位,硫酸盐下降排在第三位 而2008年1月5日至2月2日,硫酸盐浓度排第二位,硝酸盐排第三位。张养梅表示,这一数据的变化也可以说明,政府对二氧化硫排放的监管和控制,比如煤改气措施、工厂加装脱硫设备等发挥了作用。硝酸盐浓度的上升,则与燃煤、机动车排放增加有一定关系。  北京的雾霾将在明天减弱消散,但在近几年中,霾仍将在秋冬季反复出现。张养梅提醒大家,虽然霾天气对人体的危害没有那么“激烈”,但仍需防护,尽量减少在户外活动的时间,外出时戴口罩。在室内时,也可启动空气净化器等设备,营造相对安全的空气环境。
  • 好物助研 | 想要养好细胞,你需要@biocomma®细胞培养基!
    细胞培养在科研界的地位举足轻重,很多成果可谓是成也细胞培养,败也细胞培养。影响细胞培养的因素有很多。其中很重要的一步就是为细胞选择适合的生长环境,为其选择成分适合又营养丰富的细胞培养基。以下介绍两款常用的细胞培养基,可满足多种细胞贴壁及悬浮培养需求,超强品质,久经考验,值得信赖!好物助研/推荐两款常用培养基DMEM(高糖)培养基DMEM是由Dulbecco改良的Eagle培养基,由MEM培养基改良而来,起初是为小鼠成纤维biocomma® DMEM培养基是MEM培养基的改良版,包含高糖型和低糖型2种。DMEM高糖培养基可促进细胞贴壁,适用于生长快、高密度、粘附性低的细胞,如原代成纤维细胞、神经元、胶质细胞、平滑肌细胞、HUVEC,以及 HeLa、293、Cos-7 和 PC-12 等细胞系,是细胞培养中常用的培养基。RPMI 1640培养基biocomma® RPMI 1640培养基是McCoy's 5A培养基的改良版,最初是为淋巴细胞培养专门设计的。现已广泛应用于各种哺乳动物细胞尤其是悬浮细胞的培养,如 HeLa 细胞、Jurkat 细胞、 MCF-7 细胞、PC12 细胞、PBMC 细胞、星形胶质细胞和肿瘤细胞等,是细胞培养中使用非常广泛的培养基。产品特点方便即用型,经过滤除菌,高效便捷专业专业生产工艺,ISO9001认证,GMP 标准,全程可溯源化优质出色的培养效果,质量有保证稳定优选的原材料,保证批间一致性为何选择biocomma® /全产业链生产能力原材料筛选通过LC/MS、GC/MS做严格原料筛选,确保产品间批次间的稳定性与一致性。无菌生物工艺包材瓶子为无菌/无酶/无热原医药包材,由ASB和青木固一步法加工而成,无二次污染。四种无菌工艺采用环氧乙烷+湿热+超滤+辐照4道无菌工艺。自动化无菌灌装注射级用水,全程自动化无菌灌装。选择高品质的培养基,对于细胞培养而言,不仅可以确保您实验数据的稳定性和可重复性,更能节约宝贵的实验时间和精力。逗点生物biocomma® 细胞培养基,GMP标准生产车间,搭配超强的全产业链生产能力,完美把控出品,可为客户提供各类细胞培养的定制化产品及品牌一体化服务!如感兴趣,可通过400-860-5168转3309官方客服热线联系我们!
  • 中石油、中石化93号汽油被疑胶质含量过高
    分析师指出,炼油企业如何在利润和责任之间寻得平衡点,仍需要国家政策引导。   近日,在昆明和贵阳等地发生多起汽车发动起故障,出现积炭过多,怠速抖动,加油熄火等异常现象。疑为93号汽油问题,引起质监部门高度重视。   2月22日,当地省质监局对此事作出重要指示,对贵阳汽油市场进行检查。对于93号汽油问题,中石化、中石油贵州分公司于日前对贵阳重点加油站进行检测,当日检测结果显示为合格。中石化和中石油贵州分公司相关负责人称,每天均对送往各加油站的油品进行检测,送往各加油站的油品均符合国家标准及标号。   尽管两大油企否认93号汽油有问题,但是多家4S店均认为是93号汽油出了问题,并有可能是汽油的胶质含量过高引起的。   据了解,相似事件曾经在2011年5月下旬上演,不少湖南岳阳的车主发现自己的车加了中石化93号汽油后出现发动机无力,汽车抖动等问题,“问题油”引发“全市大修车”,粗略估计近万辆汽车卷入中石化“问题油”事件。   同一时期,海南省也被检测出“问题油”,牵涉到的2家民营加油站被停业整顿。而更早之前,2010年3月下旬,一些车辆在使用中石化河南分公司所属安阳石油分公司部分加油站#93乙醇汽油后,发生抖动、尾气排放异常等情况。   多地出现的“问题油”事件成为对市场油品质量的严峻考验,中石化在当年“问题油”事件之后提高了资源外采“门槛”。   据中宇资讯分析师高承莎了解,春节期间,全国汽油需求集中放大,华东及沿江部分中石化单位,因汽油库存量处于中低位,严格控制出货量,尤以江苏和湖南为重。目前江苏地区,中石化93#汽油资源多以直销方式走向终端,且对分销严格控制,价格亦处于9700元/吨高位。   同时,值得注意的是,近日,伊朗宣布停止向英法出售石油,立即引起金融市场震荡,国际原油价格一举创下了9个月的新高。20日,纽约商品交易所(NYMEX)原油期货主力合约突破105美元,达到105.56美元的高点,布伦特原油期货触及121美元。   高承沙认为,目前是否发动战争是推动油价涨跌的主力因素。但不管伊朗战争是否开战,目前国家原油价格已攀涨至高位,且在相当长的时间内维持不下,将直接压缩国内炼油企业的炼油利润。   此外,2012年1月1日起,国家规定,凡不满足国四标准要求的压燃式(主要指柴油发动机)新车不得销售和注册登记 不满足国四标准要求的压燃式新发动机不得销售和投入使用。目前,国内较大炼厂已具备生产满足第五阶段(对应国五标准)有害物质控制要求的车用柴油的技术能力。   中宇资讯分析师高承莎认为,大型石油企业有责任扛起提高油品质量、环境可持续发展的目标,但提高油品质量最直接的影响将是成本的增加,未来炼油企业如何在利润和责任之间寻得平衡点,仍需要国家政策的有力引导。
  • 亚低温对细胞的影响
    亚低温对细胞的影响亚低温对细胞的影响,无论是动物实验研究,还是临床实践,绝大多数研究都表明28℃~35℃的亚低温具有积极的作用。(一般哺乳类与禽类细胞在体外培养的适宜温度是37~38℃)探讨亚低温对缺氧缺糖星形胶质细胞活力的影响方法:原代培养大鼠大脑皮层星形胶质细胞,设亚低温组(34℃)和常温组(37℃),同时于缺氧缺糖条件下培养,在相应时间点观察细胞形态,并用台盼兰排染法检测细胞存活率,四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法检测细胞活力。结果,亚低温组各项指标均优于常温组(P〈0.01)。结论:亚低温对缺氧/缺糖星形胶质细胞具有保护作用。(参考文献)更有其它研究表示,亚低温可保护脑组织,减轻脑外伤后神经功能障碍,改善预后,已普遍应用于临床;亚低温培养可有效保持肝细胞形态和维持肝细胞功能,有望为临床生物人工肝治疗提供一种较好的肝细胞保存和运输方法;亚低温可以通过抑制细胞凋亡,抑制凋亡相关基因的表达等机制发挥对缺氧缺血性脑损伤的保护作用。如今亚低温的研究和应用已经十分广泛和深入,目前研究得比较多的是在脑复苏和脑损伤、心脏手术方面的应用。这些研究进一步加深了人们对于低温保护作用的理解,并为其在临床上的应用带来新的思路。右图为胰岛细胞培养阶段。胰岛细胞分离制备流程:胰腺切取、器官修剪、胰腺灌注、器官消化、组织收集、组织纯化、胰岛收集、细胞培养、胰岛移植WIGGENS能提供采用帕尔贴制冷套件的全尺寸低温型二氧化碳培养箱,从40L-120L-180L-260L-650-850L多种类型可供选择,温度范围20℃~60℃,为您的神经干细胞、肿瘤细胞等提供均匀稳定的亚低温环境,方便多种细胞培养研究!
  • 安捷伦授予 LabCentral 的 Angiex 公司黄金奖券
    p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " 资助生物技术新兴公司以推动血管生成研究 /span /p p style=" text-indent: 2em " 2018 年2月6日,北京——安捷伦科技公司(纽约证交所:A)今日宣布授予 LabCentral 的生物技术新兴公司 Angiex, Inc. 黄金奖券,为一个实验室的实验平台提供一年的资助。 /p p   三家半决赛入围者于 2017 年 1 月 22 日在马萨诸塞州剑桥市厂区的LabCentral展示了他们的方案。由评委小组选出获奖者,评委小组包括:LabCentral 合伙创始人兼总裁、医学/理学双博士 Johannes Fruehauf 安捷伦高级副总裁兼首席技术官 Darlene Solomon 博士 以及 Agilent CrossLab 团队化学部副总裁兼总经理 John Gavenonis。 /p p   “我们黄金奖券活动中的所有半决赛入围者都展现出了强大的开拓精神、创新的科学研究方法以及推动医疗保健发展的极大潜力。安捷伦高级副总裁兼首席技术官Darlene Solomon说:“Angiex 作为第一名,在科学影响与安捷伦合作的积极性和推动癌症治疗的主动性方面表现最为突出。安捷伦致力于支持生物制药新兴公司,并推动患者治疗的发展。在此次活动中,我们很高兴能够与 Angiex 建立牢固的伙伴关系,并进一步扩大与 LabCentral 的合作。” /p p   Angiex 由世界一流的科学家创办,旨在开发血管靶向生物治疗药物。Angiex 的主导产品是针对癌症的抗体药物偶联物疗法,该疗法能够有效地使小鼠恶性肿瘤高度萎缩,并具有治疗胰腺癌、肺癌、肝癌和多形性成胶质细胞瘤的潜力。Angiex借助贝斯以色列女执事医疗中心的知识产权而创立,其创始人是血管生物学和血管靶向癌症治疗领域的世界引领者。 /p p   Angiex 首席执行官Paul Jaminet博士说:“我们非常高兴能荣获安捷伦黄金奖券。安捷伦卓越的色谱和质谱实验室工具将帮助Angiex将有前景的癌症疗法推进到临床应用中。此外,安捷伦黄金奖券将有助于Angiex继续体验在LabCentral工作的优势,而LabCentral正是全球新兴的生物技术公司的最佳发展平台。对于像安捷伦这样的技术领导者,其已经了解到Angiex拥有拯救癌症患者生命的潜力,我们感到无比欣慰。” /p p   Fruehauf 博士评论道:“我们很高兴Angiex能荣获安捷伦赞助的黄金奖券。Angiex是一家值得关注的公司,其稳步实现了从实验台走向临床应用的重大转变。”他补充说,“这是一个艰难的决定。三家入围者都是我们熟知且非常喜欢的极具前景的公司。我们很荣幸能邀请到来自STAT News的著名医学记者Liz Cooney和来自WBUR的Carey Goldberg共同参与晚上的活动,并提出探索性问题,道出这些新兴公司背后独特的故事。 /p p   安捷伦作为白金赞助商,已经为 LabCentral 的共享实验室工作区提供了多种安捷伦技术,其中包括高分辨率质谱系统和用于细胞分析的细胞外流量 (XF) 分析仪。赞助还包括黄金奖券,这表示科学家将享有一年的实验室实验平台,包括获得 LabCentral 的共享基础设施和服务(如会议室、许可证、共享设备和设施、参加 LabCentral 培训模块和研讨会)。 /p p    strong 关于安捷伦科技公司 /strong /p p   安捷伦科技公司(纽约证交所: A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者,拥有 50多年的敏锐洞察与创新,我们的仪器、软件、服务、解决方案和专家能够为客户最具挑战性的难题提供更可靠的答案。在2017财年,安捷伦的营业收入为44.7亿美元,全球员工数为13500人。 /p p    strong 关于LabCentral /strong /p p   LabCentral 是位于剑桥市 Kendall Square 生物技术创新中心的首个共享实验室工作区,该机构旨在为极具潜力的生命科学和生物技术新兴公司提供发展平台。它为新兴公司在搬入后立即开始运营实验室提供了一切必备条件,并让他们的科学研究更快速、更经济。其中包括:设计精美、全面开放的实验室和办公空间,一流的设施和行政支持,技术熟练的实验室人员,同行学习和连线交流机会,专业讲师团队以及获得潜在资助者和行业合作伙伴的重要机遇。创办者包括强生创新中心、马萨诸塞州生命科学中心、罗氏公司和 Triumvirate Environmental。为满足日益增长的新兴公司的需求,LabCentral 在辉瑞公司的支持下于 2017 年启动了 LabCentral 610。现在,它能够为两个建筑园区内的约 70 家公司的共约 450 名科学家和企业家提供服务。 /p p   strong  关于Angiex /strong /p p   Angiex 由世界一流的科学家创办,旨在开发血管靶向生物治疗药物。Angiex以内皮生物学的基础方面作为研究目标,重点关注血管生成。Angiex的主导产品是针对癌症的抗体药物偶联物疗法。 Angiex 位于马萨诸塞州剑桥市的LabCentral。 /p
  • BD-中科普瑞单细胞研究联合实验室:聚焦单细胞肿瘤临床研究/单细胞甲基化应用
    p   近期,中科普瑞整合IsoTex-BD China单细胞研究联合实验室经过近一年的研发测试和应用,正式投入科研服务应用。 /p p style=" text-align: center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/92a657b0-670f-473c-bf67-1ada9534cb59.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" width=" 469" height=" 310" style=" width: 469px height: 310px " / /p p style=" text-align: center " strong span style=" color: rgb(127, 127, 127) " BD(China)—Sinotech Genomics(中科普瑞)单细胞研究联合实验室 /span /strong /p p   中科普瑞自2018年3月BD(中国)-云泰生物单细胞研究联合实验室成立以来,联合实验室完成了多项技术研发测试,已获得了数百例肿瘤组织的单细胞全转录组测序数据,并针对性设计靶向panel进行验证,完成合作研发项目五十余项。 /p p   单细胞测序技术在2018年继续飞速发展,各类相关技术和应用纷纷上线,与此同时, strong 单细胞水平转录组与蛋白质组的检测,也逐渐广泛应用于免疫、癌症和干细胞等研究领域。 /strong BD公司旗下的单细胞平台—BD Rhapsody作为单细胞研究应用领域的利器,既可通过单细胞全转录组和靶向转录组测序的整合策略,在单细胞水平构建从新靶标发现到多样本验证的完整研究体系,又可利用其最新的BD& reg AbSeq assay检测单细胞水平的蛋白表达,实现特异高效的转录组和蛋白组的多组学研究方案。 /p p    strong 为了更好地聚焦单细胞肿瘤临床研究应用,中科普瑞携其下属科研服务子公司—上海鲸舟基因推出单细胞研究系统解决方案。 /strong 立足于BD Rhapsody 单细胞研究平台开展单细胞全转录组和靶向转录组测序服务,并以单细胞肿瘤临床研究为中心,着力进行单细胞甲基化检测等技术研发和应用,进而建立涵盖单细胞甲基化研究、单细胞转录组研究以及单细胞蛋白组研究的立体式系统解决方案,为单细胞研究提供新的解决方案和思路。 /p p    span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 聚焦单细胞肿瘤临床研究 /strong /span /p p   肿瘤研究的逐步深入和高通量测序技术的不断精进促使了精准医疗策略的提出。而解析肿瘤组织内细胞的高度异质性,是实现更精确的癌症分型,选择更合理的个体化治疗策略的迫切需求。针对肿瘤组织及其免疫微环境的单细胞转录组测序可以帮助科学家绘制肿瘤组织内细胞的异质性转录组图谱,通过鉴别肿瘤细胞、基质细胞与浸润淋巴细胞的不同细胞亚群,来解析不同细胞亚群生物学功能异同,最终构建肿瘤细胞及免疫微环境的互作网络,并探究肿瘤细胞产生耐药或免疫逃逸等机制。 /p p   中科普瑞单细胞测序平台可利用高通量单细胞转录组测序技术,通过揭示肿瘤发生发展进程中各种细胞亚群转录组的变化与差异,助力科学家开展肿瘤的早期诊断、病情监测及预后判断等方面的研究。 strong 中科普瑞还与国家大数据中心进行战略合作,结合大数据共享和应用分析,通过单细胞转录组研究整合多组学和临床数据,构建健康与疾病的信息网络数据库,以期为不同遗传背景的患者提供个体化诊断及精准治疗。 /strong /p p   同时,中科普瑞还将利用BD& reg AbSeq assay这一单细胞蛋白组分析利器,大幅提高客户对其感兴趣的稀有或未知细胞的检测能力,以促进药物治疗反应、细胞治疗等肿瘤免疫学应用研究的进展。 /p p    span style=" color: rgb(192, 0, 0) " strong 聚焦单细胞甲基化研究 /strong /span /p p   近年来,基于血浆ctDNA甲基化的肿瘤早期诊断、溯源及预后的技术突破,为肿瘤风险筛查和防治提供了新的曙光。DNA甲基化还可用于疾病分型、预后以及用药指导等临床领域。单细胞甲基化检测技术在未来的疾病研究与临床应用中有着光明前景和无限可能,既可从单细胞水平研究DNA甲基化修饰在组织分化、发育过程中的特异性,帮助医生判断转移癌组织的原发病灶,进而明确诊断疾病 还可针对特定肿瘤组织DNA甲基化修饰的异常,进行对应的诊疗指导或药物开发。 /p p   2018年3月以来,中科普瑞作为中国十万人甲基化组计划(表观星图计划)的项目实施方,通过与国内外基因组队列计划联动,建立中国人甲基化基准数据库,为表观遗传领域研究、应用和临床检测等建立基础数据库。表观星图计划除利用甲基化芯片进行甲基化基准数据库的建立外,还将利用BD(China) — Sinotech Genomics(中科普瑞)单细胞研究联合实验室在单细胞研究方面的技术优势,聚焦单细胞甲基化研究,以期为肿瘤的风险筛查和预防提供新的手段。 /p
  • 单细胞技术之肿瘤免疫微环境研究应用|含肿瘤微环境会议预告
    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。
Instrument.com.cn Copyright©1999- 2023 ,All Rights Reserved版权所有,未经书面授权,页面内容不得以任何形式进行复制