每秒15000个!细胞分选速度再创新高,结合荧光与视觉成像技术的新型流式细胞术

近日,美国医疗技术公司 Becton, Dickinson and Company(以下简称 BD,NYSE: BDX)宣布,该公司与欧洲分子生物学实验室(EMBL)共同合作进行的研究发表于 Science 杂志并荣登封面。

研究中介绍了 BD 公司在流式细胞术领域中的一项重大创新。其方法中增加了荧光成像和基于图像的决策,不仅仅依靠生物标志物的类型和数量,还基于每个细胞的细节图像,以极高的速度对单个细胞进行分类。该公司声称,这项新技术有可能改变免疫学、细胞生物学和基因组学研究,并实现基于细胞的新疗法开发。

(来源:Science

基于荧光的细胞分选技术迄今已有 50 余年历史,该方法能够识别和量化细胞上或细胞内不同颜色的发光分子标记物(例如蛋白质),从而分选并研究不同类型的细胞。然而,传统方法无法描绘出蛋白质在细胞周围的物理分布位置和方式 —— 这项任务需交由光学显微镜完成。

现在,BD 将荧光扫描和快速显微成像相结合,构建了创新的流式细胞术并称之为 BD CellView™ 图像技术。该技术可以通过每秒 15000 个细胞的速度捕获流经系统的单个细胞的多幅图像,并且还能够以该速度对单个细胞进行详细的微观图像分析并进行分选。

通过将两种功能结合起来,新技术不仅可以识别细胞中是否存在生物标志物及其数量,还可确定其位置或它在细胞内的分布方式。而通过对生物标志物的分布进行成像,研究人员则可以获得在传统流式细胞术实验中不可见的细胞的详细信息,从而能够快速回答复杂的生物学问题,例如细胞如何生长、发挥功能和相互作用,或研究细胞内病毒或蛋白质的确切位置。

“该技术突破基本上相当于研究人员即时观察显微镜以识别感兴趣细胞的特定特征,并根据图像对每个单独细胞进行分类以进一步分析。”BD 董事长、首席执行官兼总裁 Tom Polen 表示,“这些工作以每分钟近 100 万个细胞的速度运行,并根据图像以每秒 15,000 个细胞的速度进行分类。该技术可以分析的数据量超过传统流式细胞术 1,000 倍。

图丨支持图像的细胞分选示意图(来源:BD)

“这项技术代表了光学、机械、生物医学和软件工程师十多年工作的成果,旨在为研究人员提供更加灵活和具有差异化的分析单细胞的能力。” 该论文通讯作者之一,BD 全球研发副总裁 Eric Diebold 表示。

在本次发表于 Science 杂志的研究中,研究人员还使用 BD CellView™ 图像技术研究了 NF-κB 通路的调节剂,这是一种在细胞免疫和应激反应中起重要作用的蛋白质复合物。

EMBL 团队通过跟踪一种激活时从细胞质进入细胞核的蛋白质 ——RelA 的位置来测量该途径中的活性。基于 BD CellView™ 图像技术,研究人员能够在数小时内识别出这一重要细胞通路的几种新型调节剂,而传统方法需要数天时间。这将对于加快基因组研究和治疗发现具有广泛意义。

“多年来,研究人员一直希望有一种细胞分选系统,使他们能够详细了解细胞的内部运作,并分离出具有感兴趣的微观表型的细胞,” 来自 EMBL 的高级科学家兼教授 Lars Steinmetz 博士说。

“这就是 BD CellView™ 图像技术实现的目标,它定义了细胞分离和表征的新标准。我们很高兴将这项技术应用于高分辨率基因组筛选,旨在收集基因组各个部分的功能信息,并探索基于细胞表征在健康和疾病细胞诊断中的应用。”

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