细胞研究

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。/pp 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 "//pp style="text-align: center "strongspan 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/pp　　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。/pp　　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。/strongBD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® 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。/pp　　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。/pp　　span style="color: rgb(192, 0, 0) "strong聚焦单细胞肿瘤临床研究/strong/span/pp　　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。/pp　　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/pp　　同时，中科普瑞还将利用BD® 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。/pp　　span style="color: rgb(192, 0, 0) "strong聚焦单细胞甲基化研究/strong/span/pp　　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。/pp　　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

日前，国家卫生计生委与食品药品监管总局共同成立了由干细胞基础及临床相关专业、干细胞制剂制备和质量控制等领域33位专家组成的“国家干细胞临床研究专家委员会”，为干细胞临床研究规范管理提供技术支撑。　　干细胞临床研究伦理检查与指导等工作由国家卫生计生委医学伦理专家委员会承担。 　　国家干细胞临床研究专家委员会名单如下：　　2015年8月24日，国家卫生计生委、国家食品药品监督管理总局曾联合发布了我国首个《干细胞临床研究管理办法(试行)》，规范干细胞临床研究的机构资质和条件，明令禁止发布干细胞临床研究广告，限定多项措施保护受试患者的权益。　　干细胞研究是近年来医学前沿重点发展领域，给某些疑难疾病的治疗提供了希望，受到广泛关注。由于国内政策上的缺失，使得我国干细胞产业的发展受到了一定的束缚。《干细胞临床试验研究管理办法》的正式出台以及这次专家委员会的成立，充分表明了国家对干细胞研究的支持。

2008年4月15日，LOGAN,美国犹他州——服务科学，世界领先的赛默飞世尔科技宣布,已经开发出用于分化三种重要的干细胞系的细胞培养试剂盒。该试剂盒将Thermo Scientific AdvanceSTEM 神经分化试剂盒与从细胞工程技术（Cellular Engineering Technologies, CET）获得的人源骨髓间质干细胞（Human Bone Marrow Mesenchymal），脂肪衍生的间质干细胞（Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells）以及多能脐带血无限制成体干细胞（Multipotent Cord Blood Unrestricted Somatic Stem Cells）结合在一起，一个可高效研究神经元分化的有效工具也由此诞生。 AdvanceSTEM神经分化试剂盒是专门用于支持这些干细胞分化成神经细胞的，分化后的神经细胞被用于研究多种包括帕金森病在内的神经退行性疾病。该试剂盒包括包含有特异生长因子的细胞生长培养基以及细胞生长添加剂，该生长因子能够促使干细胞分化。在加入到需要分化的干细胞之前仅需要将培养基及添加剂混合即可。 Thermo Fisher Scientific生物处理产品研究市场经理Alain Fairbank如是说：“由于具有分化的潜能， MCBUSSCs显示了可以用于研究帕金森病及其它神经退行性疾病的可能，Thermo Fisher Scientific已经测试过这些干细胞，因此可以提阿高研究者的工作效率。每一个系统都用流式细胞仪进行了分析并且确保纯度95%，通过使用此分化试剂盒，我们相信科学家能够更快更简单的分化出神经细胞。” 通过与CET达成的协议，Thermo Fisher Scientific已经在全世界经销并运输干细胞系并且作为一个补充的产品也提供分化试剂盒。该新产品使Thermo Scientific HyClone AdvanceSTEM的范围从细胞营养产品扩展到干细胞研究的领域。 AdvanceSTEM分化试剂盒以及CET细胞是Thermo Scientific Stem Cell Excellence业务的一部分，该业务是一种首尾相连的工作流程，将重要的仪器，设备，消耗品，试剂以及培养基，服务和软件按照干细胞实验室的需求进行整合。更多信息可以从 http://www.thermo.com/stemcell获得。关于赛默飞世尔科技公司(Thermo Fisher Scientific，原“热电”公司) Thermo Fisher Scientific（赛默飞世尔科技）（纽约证交所代码：TMO）是全球科学服务领域的领导者，致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过100亿美元，拥有员工约33000人，在全球范围内服务超过350000家客户。主要客户类型包括：医药和生物公司，医院和临床诊断实验室，大学、科研院所和政府机构，以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌，帮助客户解决在分析化学领域从常规的测试到复杂的研发项目中所遇到的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健，科学研究，以及安全和教育领域的客户提供一系列的实验室装备、化学药品以及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案，为科研的飞速发展不断地改进工艺技术，提升客户价值，帮助股东提高收益，为员工创造良好的发展空间。欲了解更多信息，请登陆：http://www.thermofisher.com/

随着人类在生命科学领域探索的不断深入，干细胞研究和应用已经成为科学界和全球生物医药行业关注的热点之一，也成为包括我国在内的不少国家的重要科技战略。尽管具有广阔前景，但干细胞研究和应用仍面临许多亟待解决的难题，干细胞的高质量地体外培养就是关键难题之一。南开大学生命科学学院教授杨军课题组，在20余年持续研究的基础上，开发出一套可以模拟体内微环境的干细胞防生赋能系统，有效解决了目前干细胞体外培养效率低、费用高、安全性差、代际功能减损等问题，助力干细胞研究更好地走向应用。以课题组成员为骨干的学生创新创业团队“奇府”，正致力于将这一研究成果推向市场。干细胞是人体发育过程中以及成体后体内存在的一类细胞，具有自我复制，多向分化等特点，常用于生长发育、疾病发生、药物筛选等科学研究。除此之外，干细胞还可以用于疾病治疗，例如：胚胎干细胞分化的眼角膜给患者带来了光明，脐带造血干细胞用于治疗遗传性或获得性造血系统疾病、间充质干细胞对自身免疫病患者进行免疫调节等。新冠肺炎疫情暴发以来，干细胞，尤其是间充质干细胞也被应用到重症以及危重症的救治研究当中。然而，通常干细胞获取比较困难，数量也极其有限。为了获取足够数量用于治疗的干细胞，必须进行体外扩增。然而，随着扩增代数的增加，干细胞的生物学功能逐渐减弱，这使得可应用的干细胞可用代次有限，导致干细胞资源稀缺，难以满足庞大的市场需求，而其高昂的成本也极大限制了干细胞产业发展。因此亟需一套解决干细胞数量严重短缺的方案。研究人员介绍，目前的干细胞培养系统存在四大痛点——增殖能力不足，细胞产量低；功能丢失，治疗效果差；干细胞纯度低，安全风险大；细胞资源稀缺，生产成本高。简而言之，现有的培养系统极易造成培养的干细胞不够用、不好用、不敢用和用不起的问题。“这是由于一般的干细胞扩增使用的培养表面不能很好地仿生体内微环境导致的。” “奇府”团队负责人、南开大学生命科学学院博士生陈国强介绍，在多细胞生物中，没有一个细胞是孤立状态，细胞间的相互作用尤为重要。如果把干细胞培养环境比作“房子”，细胞间相互作用就是一根重要的“支柱”，没有这根“支柱”，“房子”就摇摇欲坠。那么，如何实现体外微环境构建呢？研究团队以干细胞仿生培养材料入手，全面优化配套培养体系。首先，研究团队筛选多种细胞间相互作用蛋白，分析其基因以及蛋白序列，随后选择几种基因利用基因工程技术构建融合蛋白基因，通过生物合成技术稳定批量制备人工基质蛋白产品，最后利用纳米涂层技术在传统材料表面形成人工基质蛋白涂层实现表面功能改性。“奇府”团队通过先进基因工程技术制备的核心产品，其基质成分明确稳定，量产纯度＞95%，且为人源蛋白，能够更好地调控人源干细胞，且更为安全。同时，“奇府”干细胞赋能体系大规模构建细胞间相互作用的核心蛋白，很好地在培养平面上实现了体内微环境的仿生，从而使细胞功能得以维持。此外，“奇府”产品通过细胞间相互作用蛋白仿生调控干细胞生长微环境，缩短干细胞增殖周期同时延缓干细胞衰老，使可用的干细胞数量大大增加，扩大了干细胞的生产规模，降低了干细胞的生产成本且减少了患者等待的时间。“我们的培养技术补齐了最后一根‘支柱’，仿生干细胞微环境，在体外构建了干细胞生存之家，而且还是一个温暖舒适的‘阳光房’，达到高效增殖、安全使用、功能提升和成本降低的四大效果。”陈国强说。“为了实现最好的干细胞培养效果，进行培养体系各组分详细优化，从培养基质的成分配比，作用时间到培养基的选择以及细胞消化液组成都进行了数百次以上的尝试。”项目骨干秦政介绍。干细胞扩增技术成熟后，“奇府”团队开启了针对干细胞不同用途赋能体系的开发。干细胞的行为受到其所处的微环境的影响，要想让干细胞发挥指定的功能，需通过微环境对其进行精准调控。为实现这一目的，“奇府”团队通过查阅各种疾病以及发生发育相关论文，不断优化培养体系，先后开发出心肌修复、血管再生、免疫调节以及关节修复等4种干细胞赋能体系。在相应疾病模型小鼠试验中，相较于传统基质表面培养的干细胞，“奇府”赋能的干细胞具有更加显著的治疗效果。截至目前，“奇府”干细胞防生赋能系统涉及的相关技术现已获得十余项国内外发明专利，发表科技论文100余篇。基于领先的仿生构建技术和良好的实验效果，“奇府”团队还将研究成果积极向产品转化，将人工基质蛋白及其配套的培养体系简化组合形成了简单易用的试剂盒产品。“目前，我们的团队已与国内干细胞生产企业和相关医疗机构达成良好的合作关系，将产品提供给合作单位进行试用，得到了很好的评价反馈。未来，我们希望以市场化的方式，将‘奇府’系列产品规模化推入市场，真正助力我国的干细胞研究和应用。”相关论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.201600114

20世纪60年代，自骨髓移植成功治疗造血系统疾病以来，人们对干细胞治疗的研究产生了极大的兴趣。干细胞是具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是机体的起源细胞。在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞或组织器官。干细胞治疗是把健康的干细胞移植到病人体内，以达到修复病变细胞或重建功能正常的细胞和组织的目的。 在刚刚结束的&ldquo 2011细胞治疗技术研讨会&rdquo 上， GE医疗的全球研发总监Dr. Stephen Minger做了题为《Therapeutic and Research Potential of Human Stem Cells》的演讲，分享了他对人类干细胞研究与临床应用潜力的看法。 Dr. Stephen Minger 演讲现场 干细胞疗法就像给机体注入新的活力，相比于常规方法，具有很多突出优势。目前很多细胞退行性疾病的发病机理幵不明确，如心脑血管疾病、糖尿病、肝硬化、肢体缺血性疾病等，由于干细胞具有"修复再生"的生物学特性，干细胞治疗有可能成为此类疾病的终结者。无论是自体干细胞移植还是异体干细胞移植，由于所采用的干细胞免疫原性非常低，几乎不引起排异反应，因此，干细胞治疗高效安全、无毒副作用，同时，干细胞治疗可以很好的与基因治疗相结合，还是基因治疗的良好载体。成体干细胞取自成人自体或胎盘和脐带血，因此来源十分广泛，不用担心治病"原材料"短缺的问题。 干细胞技术是当今生命科学的聚焦点，被誉为二十一世纪生物和医学技术领域可能取得革命性突破的项目，有望启动具有划时代影响的一场"医学革命"，将会为社会带来巨大的社会效益。 干细胞研究和临床应用需要严格的监测细胞的属性，以确定该细胞是否保留其多能性，处于分化阶段，这对于确认干细胞性质非常重要。此外，也需要有适当的分析方法用于测试和优化干细胞的培养和分化条件。这些方法通常包括使用流式细胞仪分析生物标志物的表达，以及用RT - PCR迚行基因表达的研究。然而当前，高内涵分析技术较上述技术体现了更多的研究优势，帮助研究者更好地定量研究干细胞的多能性与分化作用，实现科研与临床的转化。 通用电气医疗集团（GE Healthcare）推出了IN Cell系列最新一代高端产品IN Cell Analyzer 6000 激光共聚焦高内涵细胞成像分析系统，它将高质量激光光源和高内涵细胞成像分析相结合的系统，使高速度和高质量细胞图像获取和分析达到统一，为客户提供了快速而精准的细胞技术分析平台。它可以满足要求更高的高内涵分析和筛选。拥有专利技术的光学系统采用了全新的设计理念：IN Cell Analyzer 6000的共聚焦光阑是可变的，类似于眼球虹膜控制瞳孔的大小；感光成像采用了新一代科研级sCMOS技术。针对不同要求和难度的实验，IN Cell Anaylzer 6000提供成像速度和图像质量最优组合。 与此同时，GE还推出了以金属卤素为荧光光源的IN Cell Analyzer 2000全自动荧光显微镜型细胞高内涵成像分析系统。该系统非常灵活，使用广泛，可以为您实现一些以前无法完成的实验设想。可实现从显微观察到自动化筛选，以及细胞器、细胞、组织和整个生物体的成像。IN Cell Analyzer 2000有着硬件和软件的独特组合，能够非常快速地获取图像，是筛选的理想选择。该仪器是利用六西格玛原理来设计的，结构坚固，能确保它在多用户环境中高通量应用的可靠性。

单细胞测序在疾病诊断和细胞异质性研究中发挥着重要作用。然而目前的单细胞测序手段需要将细胞消化并裂解才能够进行，而细胞状态在这一操作中不可避免的会发生改变，因此很难掌握细胞真实的基因表达情况，尤其对于基因通路上表达变化的检测为不利。近期苏伊士理工大学使用FluidFM创建了一种原位活细胞基因测序方法，这种方法能够在不杀死细胞的情况下完成对细胞的测序工作。通过这种技术该团队成功完成单细胞RNA基因测序，并通过这种方法检测到了细胞的基因表达和细胞周期状态变化。下面本文就这项工作的具体内容进行阐述。1. Live-Seq测序技术简述由于单个细胞的RNA总量仅有10 pg。为了实现无损的单细胞测序，该团队先使用FluidFM对现有的scRNA-Seq单细胞测序的方法进行了优化。为了尽可能的接近Smart-Seq的测试条件，该团队采用了先将缓冲液吸入探针，然后再进行细胞提取的操作。这样可以确保所提取的RNA能够很快与缓冲液混合，从而避免RNA的降解。通过这一方法，该团队成功实现了IBA细胞的测序，证明了这种方法的可行性（图1）。图1. Live-Seq技术a. Live-Seq技术的示意图和代表图片，黑色箭头指代液面；b. IBA细胞测序的质量控制图（n=10）。2. Live-Seq技术分析细胞系和细胞状态为了证实Live-Seq的有效性，该团队对多种细胞系进行了测序，这其中包括IBA细胞、小鼠脂肪干细胞和祖细胞（ASPCs）以及脂多糖处理的RAW264.7细胞和Mock处理的RAW264.7细胞。通过对这些细胞系进行测序发现，该方法能够区分上述细胞系，并且在特征基因检测中能够找到每种细胞所对应的特征基因，证明了Live-Seq方法的有效性（图2）。图2. Live-Seq单细胞测序区分细胞型及细胞状态a. 实验方法示意图，使用LPS和PBS对RAW细胞进行处理；b. 前500个高度易变基因的tSNE图；c. 前十的细胞型、细胞状态差别基因的热图；d. 小鼠基因图谱预测，使用前100个标记基因的团簇；e. Live-Seq对比scRNA-Seq的锚点分析，显示两者没有显著差异。3. Live-Seq技术对细胞的活力基本没有影响Live-Seq技术的显著优势在于提取过程中不会破坏细胞。通过对提取前后的测序对比可以发现，提取组与空白组之间的团簇没有显著性差异。并且通过对细胞形态的观察，发现细胞的形态基本没有改变，并且多数细胞仍然能够正常分裂（图3）。图3. Live-Seq对细胞活力的影响a. 细胞实验的示意图；b. Live-Seq测序后不同时间点（1h,4h）的scRNA-Seq的tSNE图；c.不同时间点scRNA-Seq所有能够发现差异的基因（共12个）；d.不同时间点的细胞形态图片。4. Live-Seq技术能够记录细胞下游分子表型事件由于Live-Seq对细胞生理状态影响小，因此能够监测在细胞代谢过程中的基因变化。通过对比LPS处理的巨噬细胞周期实验发现，Live-seq技术与对照组的细胞代谢水平相比没有明显变化，因此这种方法测量的数据十分接近细胞代谢中基因表达的真实水平。通过测序对比LPS处理与空白的测序结果发现Nfkbia与Tnf的表达为相关。这一结果也验证这种测序方法在检测细胞下游表型时的优势。图4. Live-Seq技术的单细胞纵向分析a. 实验示意图；b. 不同处理细胞的mCherry强度变化；c. 3~7.5h之间mCherry强度变化；d. Tnf-mCherry强度变化的线性回归模型；e. Nfkbia与Tnf在Live-Seq测序中的表达关系；f. Nfkbia与Tnf在scRNA-Seq测序中的表达关系；g. Live-Seq测序中细胞处于S期的评分；h. Live-Seq测序中细胞周期的mTnf-mCherry强度变化；i.Tnf-mCherry的荧光强度增量（3~7.5h）。5. Live-Seq技术对同一细胞多次测序Live-Seq技术的无损性甚至能够实现对单个细胞的多次测序。通过对单个细胞两次提取后细胞活力变化的观察中发现，细胞的活力即使在2次提取后仍没有发生明显的变化，基因型分析也没有发现明显的基因表型改变。图5. Live-Seq对细胞的多次提取j.连续测序的示意图和代表图像；k.Live-Seq的tSNE图；l.整合Live-Seq和scRNA-Seq的tSNE图。 6. 总结Live-Seq是一种十分具有前景的单细胞测序的新方法，得益于FluidFM技术的无损提取的优势，Live-Seq技术除了能够实现传统测序的功能外，还降低了细胞的损伤，能够提供更加原生和真实的测序信息。这种特点甚至让单细胞的基因表达动力学研究成为可能。相信随着这种技术自动化的提高，将为单细胞测序技术带来更多可能。 参考文献：[1]. Genome-wide molecular recording using Live-seq, Wanze Chen, Orane Guillaume-Gentil, Riccardo Dainese, Pernille Yde Rainer, Magda Zachara, Christoph G. Gäbelein, Julia A. Vorholt, Bart Deplancke, bioRxiv 2021.03.24.436752 DOI: https://doi.org/10.1101/2021.03.24.436752

生物、药物等许多的研究均需要通过观察细胞体积的变化或细胞数目增减的来判断和评估实验的效果。由于细胞所处环境的改变可促使其自身体积做出相应的变化，以便适应改变后的环境大致新的平衡。由于并不能清晰地知道该种细胞体积变化规律，因此必须检测其体积或细胞数目随条件、时间的变化。　　细胞的发育与细胞分裂周期级数递增均需要连续不断的细胞增殖。　　在培养液中正在增殖的细胞在其分裂前其体积将增大至原体积的两倍。然而对细胞发育与分裂的速度作如何调整才能保证细胞体积的不变并不明确。因此，测量细胞的体积的变化对了解与控制细胞的发育和周期非常重要。　　细胞的死亡　　细胞的增殖与细胞的死亡之间需要一个精细的平衡以保持足够的细胞数量。该种平衡容许细胞作最佳的状态调节以适应各样机能变化的需求。细胞死亡有两种清晰的机制，坏死与凋亡。坏死是一个病理生理的机制，包括细胞膨胀以及细胞膜破裂而释出内容物。凋亡则是一个程序式死亡的机制。凋亡的特征之一就是细胞收缩。细胞有缺陷的凋亡与过度凋亡，两者同样会导致严重疾病。　　渗透压的补偿　　任何种类的细胞都有可能因处于不利环境而死亡。细胞犹如多孔的网筛极易因渗入已溶解于周围环境的化学物而使渗透压受影响。细胞内外环境中该些溶解物颗粒数目的不平衡，将会导致水份透进细胞而使其体积涨大，或者是水份从细胞渗出使其体积收缩。　　当细胞或微生物遭遇环境的变化，它们都会尝试通过自身调节来适应新的环境。　　细胞平均体积(MCV)的变化　　当细胞或微生物遭受环境变化时，它们将通过自身调整以图适应新的环境。一些例子中细胞需要改变自身体积以便达到适合的目标。　　由贝克曼库尔特公司出品的Multisizer 3 库尔特细胞特性分析仪是目前最权威的细胞体积、细胞计数的分析仪器，应用文献多不胜数。无可逾越的领先技术更使Multisizer 3 成为分辨率最高的仪器。国外的用户统计表明，Multisizer 3 已成为细胞实验室必备的研究工具。　　自华莱士• 库尔特先生发明 库尔特原理 以来，该原理已广泛应用于材料、生物、医学、制药等众多的领域。目前生物领域的细胞计数标准就是库尔特原理。美国材料实验协会ASTM将库尔特原理定为生物细胞计数的标准(ASTM-F2194)。国际血液学标准化委员会亦指定库尔特原理为计算红细胞与白细胞的标准实验室方法 (Clin. lab. Haemat. 1988. 10, 203-212.)。　　作为库尔特原理及技术应用的鼻祖，美国贝克曼库尔特公司始终保持着技术领先的优势。† 库尔特计数仪(Coulter Counter)无论在研究还是在质量控制的应用均具有深远的影响力。在权威的研究机构及其发表的学术文献当中，库尔特计数仪均担当着不可或缺的角色。　　多年来贝克曼库尔特公司在市场上推出了一系列的库尔特计数仪(Coulter Counter)，如：ZM、TA II、Multisizer II等系列型号，为科研与产品控制的实验室颗粒/细胞的检测提供最可靠的分析手段。Multisizer 3 型库尔特颗粒/细胞计数及粒度分析仪为当今所有计数仪、粒度分析仪当中分辨率最高的仪器。　　库尔特原理(Coulter Principle)　　又称为电感应区技术。　　悬浮于弱电解液中的细胞被抽吸而经过一个小孔，因产生外加电压而形成“感应区”。细胞经过小孔时，细胞的体积替代了电解液的相应体积。因相应体积的电解液被替代，小孔感应区产生电压脉冲而导致电阻的改变。脉冲的强度与细胞的体积成比例的关系 。　　Multisizer 3 先进的DPP 数码脉冲处理器，使测量过程中的数以百万计的脉冲信号无须经压缩而保存。数据因无损失而能实现再分析功能。DPP的功能使得Multisizer 3 能够实时监测样品在分析过程中的原始变化。　　DPP同样可用于检测细胞体积的改变。在许多的生化过程中细胞体积是一个重要的参考因素。如细胞发育、细胞周期、细胞死亡、渗透压的补偿、致病机理和吞噬作用等。Multisizer 3 可以观测细胞粒径与体积从几秒到几小时内的变化。　　DPP技术在低温生物学中的应用　　这是在冷冻过程中受渗透压影响的细胞，其平均体积(MCV)的分布曲线和20秒内连续的脉冲峰值平均值的变化。　　择任意的脉冲群可以将一个粒度分布“分割”成多重的分布。因此，可获得在分析全程中的某一时段的粒度分布。如图示，可获得细胞的平均直径随时间的变化。　　使用Beckman Coulter 的Multisizer™ 3 库尔特体积粒度分析仪将能方便而精确地测量细胞平均体积(MCV)的各种变化。

近日来自美国乔治亚大学的一项新研究首次绘制出了一幅蓝图，揭示了干细胞是如何连接到一起对不断受到的外部信号分子做出响应的。这一研究发现使多年来自世界各地实验室相互矛盾的实验结果趋于一致，并使科学家们获得了精确调控干细胞发育或分化为特异细胞类型的能力。文章的主要作者是乔治亚研究协会著名分子生物学学者、乔治亚大学富兰克林艺术与科学学院教授Stephen Dalton 。Dalton 表示：&ldquo 我们可以利用该研究中的信息作为指南书来调控干细胞的行为，这样就能够将这些干细胞以更有效和更加可控的方式分化为治疗细胞类型。&rdquo 举个过去的例子，某些信号分子单独作用就可激起一连串调控细胞命运的事件。从另一方面，Dalton的研究揭示了几种分子之间复杂的相互作用调控了一种重要的&ldquo 开关&rdquo ，决定了干细胞是维持自我更新状态或是分化为某种特殊的细胞类型，例如心脏、大脑或胰腺细胞等。美国国家卫生研究院国立普通医学科学研究所干细胞生物学基金监管人Marion Zatz说：&ldquo 干细胞研究中面临的最大挑战之一就是如何调控干细胞转变为一种特异的细胞类型，这项工作涉及到了这一点。在这篇文章中，Dalton博士将几道谜题拼合到了一起，为了解多重信号通路如何协同作用操纵干细胞分化为特异的细胞类型提供了一个模型。这一研究不仅加深了对于胚胎发育的基础了解，还将推动再生医学中干细胞的应用。&rdquo 过去在干细胞分化研究中，科学家们对于一种称为Wnt的信号分子的作用持各种相反的观点。有一半发表的研究结果认为Wnt的作用是关闭分子开关，使干细胞维持在未分化状态。而另外一半的研究则提出了相反的结论。那么相同的Wnt分子是否有可能导致双重结果？事实证明，答案确实是如此。Dalton发现少量的Wnt信号可使按细胞维持在多能状态，而大量的Wnt信号则起相反作用，促进细胞分化。然而Wnt并非单独发挥功能。其他一些分子，诸如胰岛素样生长因子（IGF），成纤维生长因子（FGF2）和Activin A都能在其中发挥作用。这些信号分子相互放大彼此，使得在一种情况下放大2倍的信号，在另一种情况下被放大到10倍，从而使得情况变得更为的复杂。同时，信号进入的时机也会产生影响。Dalton 说：&ldquo 让我们感到惊讶事情之一是所有这些信号均相互沟通。你不可能在调控IGF信号通路时不影响FGF2信号通路，你也不可能在调控FGF2信号通路不影响Wnt。它就像纸牌搭的房子，所有的一切完全是相互关联的。&rdquo Dalton和他的研究小组通过五年的艰辛努力，构建了一些关于这些信号分子如何发挥功能的假说，并对它们进行了验证。在面临着意料之外的结果时，他们不断重建假说，重复验证。持续这一过程直至解决了整个系统。他们的研究发现使科学家们更深入地了解了干细胞分化第一步，Dalton相信相同的方法还可用于理解随胚胎内细胞分裂形成越来越特化的细胞类型，后续的发育步骤。

大多数全基因组分析提供了大量细胞的平均水平，但是最近的技术进步可以克服这个局限。开创性的单细胞分析现在能够对基因组、表观基因组、转录组、蛋白质组和代谢组谱系进行分析。Cell旗下的Trends inBiotechnology综述了为同一的细胞提供复杂的谱系，将不同维度的分析组合成多组学分析的方法。　　策略　　和活细胞荧光成像不同，组学的方法比如新一代测序和质谱是破坏细胞进行分析的。第一代单细胞分析选择了一种类型的生物大分子(比如DNA、 RNA、染色质、蛋白或代谢产物)就会丢弃其它所有的材料。而现在证实了一个概念：不同的组学可以在同一个细胞进行平行分析。例如，基因组/转录组或基因 /蛋白水平。现在已经确定了如图所示的多组学单细胞分析的五种基本策略。　　结合　　在相同或相似的生物分子上的实验分析可以合并成一个单一的操作。例如，基于纳米孔测序方法和单分子实时(SMRT)技术所获得的动力学曲线，不仅反映了DNA序列，也进行了 DNA甲基化检测。同样，精心优化质谱检测可以提供相同细胞的蛋白组学和代谢组学数据。要从单个细胞获得高品质的集成文件，进一步提高检测的效率将是必不可少的。　　组分分离　　不同种类的生物分子可以在从相同的细胞裂解液提取、分离、和独立分析。例如，最近的一项研究用生物素标记的寡聚dT接头沉淀总RNA，进行 RNA测序文库制备，而游离的DNA可扩增后进行DNA测序。这种策略严重地依赖分离的质量，因为所有留在错误组分中的材料都丢失了。　　分别处理　　当精确的生化分离不可行时，细胞裂解液可以分别被独立处理。最近的一项研究通过将裂解液分别进行多步定量PCR反转录RNA分析和对DNA抗体报告基因的定量PCR分析。从概念上来说分别处理不如生化组分分离，因为有一些材料不可避免地丢失在错误的组分中。它是进行不同分析的最一般的策略。　　转换　　不同组学之间的生化转换使得它们能一起分析。例如，亚硫酸氢钠处理将DNA甲基化转换成DNA序列信息，可以进一步与GpC甲基转移酶处理结合来捕获DNA甲基化和单细胞核小体定位。它也可以通过对连接细胞核中三维空间接近的DNA片段的操作，获得单细胞染色体结构的信息。　　预测　　作为对上述实验策略的补充，也可以对一个或多个组学直接检测，而后通过计算机的方法来预测其它的。这五种策略的设为计更加全面的多组学分析提供了一个框架，因为它们可以以许多不同的方式相结合。　　应用　　单细胞多组学分析能发现其它方法难以处理的问题。　　复杂组织和整个器官的数据驱动的分析可能会挑战我们目前的细胞类型的概念。随着分辨率和单细胞分析的吞吐量，我们可以找出无数的细胞状态，而不是少数的稳定和不同类型的细胞。　　多组学分析的另一个关键的应用程序是在医药上。许多肿瘤、肿瘤部分区域在耐药、复发和转移、变化上不同，综合数据集可以提供足够详细的图谱来识别的肿瘤内差异的生物学基础。在平行的多组学分析可以帮助发现不同的耐药性，例如基于遗传和表观遗传学的改变，从而有助于自适应和个性化治疗。　　第三个多组学谱系的应用是在生物技术和生态系统中研究不可培养微生物。这些细菌通常很难获得足够纯的群体进行大量分析，而单细胞的操作是综合分析的关键，例如将一定的蛋白组学和相关的代谢谱系联系起来。　　最后，测量同一细胞内的细胞状态的不同方面的能力有望揭开细胞的基因组、表观基因、转录组、蛋白质组与代谢组之间的相关联系 可以揭示DNA甲基化、染色质于转录起始之间的复杂关系。　　结语　　第一个单细胞多组学的检测已经存在了，这预示了单细胞系统生物学是一个令人兴奋的新领域。文章预测，关注单细胞作为生物学的核心将为基础科学提供见解，在生物技术和生物医学方法提供有效的应用机会。

免疫共沉淀芯片和基因表达谱芯片 用于研究Yamanaka因子如何启动细胞多能干性2009年3月9日，中国上海&mdash 安捷伦科技有限公司(NYSE: A)近日宣布与中科院上海生命科学研究院和同济大学的研究团队合作发现诱导成熟细胞成为具备&ldquo 多能干性&rdquo 的胚胎干样细胞过程中的新机制。 作为文章的合著人之一，安捷伦公司的李坚表示：&ldquo 有关胚胎干细胞生物学特性的新发现无疑是非常有价值的。有关诱导成体细胞为胚胎干样细胞的研究是2006年重大科学发现。我们的研究对这个诱导过程有了一些新的理解。&rdquo 该项研究结果发表在《细胞研究》(Cell Research)，标题为《小鼠胚胎干细胞发育信号通路网络中Yamanaka因子的重要调控作用》。 研究人员发现了发育调控网络中的16个信号传导通路，其中的9个通路以往从未被报道参与维持或诱导细胞的多能干性。 该项研究使用了安捷伦公司的免疫共沉淀芯片技术(ChIP-on-chip)结合基因表达芯片数据研究了已知的Yamanaka因子在诱导小鼠细胞多能干性中的作用。 安捷伦通过2008年科研基金项目资助了基因芯片用于该项研究。基因芯片是指在玻璃基片上布放大量DNA探针用于研究基因组的技术。免疫共沉淀芯片技术专门用于研究基因组中&ldquo 启动子区域&rdquo 的特性，该区域控制着各种基因的活性从而决定了细胞的功能。 关于安捷伦科技 安捷伦科技（NYSE: A）是全球领先的测量公司，是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者，公司的19,000名员工在110多个国家为客户服务。在2008财政年度，安捷伦的业务净收入为58亿美元。要了解安捷伦科技的信息，请访问： http://agilent.instrument.com.cn/

仪器信息网讯 2023年11月15日，由仪器信息网和赛多利斯联合举办的2023细胞分析技术前沿应用论坛在京成功召开，并在仪器信息网全程同步线上直播。现场座无虚席，线上、线下总计近5000位观众出席本次论坛。会议现场 大会致辞 赵鑫 北京信立方科技发展股份有限公司副总经理、仪器信息网CEO北京信立方科技发展股份有限公司副总经理、仪器信息网CEO赵鑫为活动致辞。他对各与会专家、企业家及各位线上线下的与会来宾表达了由衷的感谢！他强调生命科学是仪器信息网重点拓展的战略领域，也会时刻保持对前沿技术开发、成果转化、产业协同创新等的高度关注，也希望有更多的机会与科研界、产业界的同仁们一同探讨技术进展，推动行业快速发展。最后，他预祝本次会议圆满成功。高野 赛多利斯实验室产品与服务中国区市场运营负责人赛多利斯实验室产品与服务中国区市场运营负责人高野向现场嘉宾介绍了迄今已有150余年历史的赛多利斯在生命科学和制药行业的使命和愿景，以及赛多利斯自1995年进入中国市场后的发展里程碑。作为企业的战略重点，赛多利斯为生命科学和生物制药行业提供先进技术及解决方案的同时，助力降低研究开发过程中的成本、帮助科学家快速发现科研问题答案，提高产出，加快进程。 主题圆桌：类器官发展与挑战 除了分享前沿技术与应用成果，探讨未来发展趋势外，本次论坛也紧抓热点，特别设置了主题为“类器官创新研究与挑战”的圆桌论坛，探讨如何通过类器官，为临床治疗，新药筛选，转化医学等领域提供新的解决方案。论坛特别邀请到在类器官领域深耕多年的中国医学科学院北京协和医院冷泠教授、北京大学杨根教授、艾名医学首席运营官周轶博士三位行业专家，圆桌共话类器官领域的最新热点和面临的挑战，圆桌论坛主持由赛多利斯生命科学中国区技术经理张甲先生担任。近年来，类器官正迅速崭露头角，成为基础研究和药物发现的有力工具，在生物医学领域有着广泛的应用，包括肿瘤学、再生医学、疾病建模及药物筛选等。冷泠 北京协和医院教授冷泠教授团队主要围绕利用iPSC分化体系，创建了一种具有表皮、真皮和皮下组织完整细胞极性的皮肤类器官，并富含毛囊和皮脂腺等附属器及不同神经细胞类型的神经系统类器官。因其拥有近似自然组织器官的关键结构和功能特征，能够生长并模拟组织发育和损伤修复等过程，在研究组织再生机制、疾病模型和药物筛选等方面展现了强大的应用价值。她表示，迄今为止，应用皮肤类器官来研究或解析临床疾病的研究仍然很少。目前类器官的成熟度远远不够，有待进一步的发展。值得期待的是，基于类器官的药物筛选模型可以实现模拟人体微环境，为新药开发提供评价验证数据。体外高通量药物筛选，尤其靶向药物精准用药，也可以为基础研究药物筛选提供了思路和方法。杨根 北京大学教授杨根教授主要专注于以肿瘤类器官为代表的类器官培养、肿瘤类器官药筛在临床个性化医疗中的应用研究。他从临床和新药开发两个维度分享了类器官的应用情况。他表示，肿瘤类器官目前最大的问题就是临床可及性不高、成本高甚至存在国外耗材垄断的情况。此外，肿瘤类器官耗材的批间次稳定性不高，无法实现标准化，这也是类器官行业面临的亟需解决的问题。从临床患者角度看，类器官处于非常早期的发展阶段。周轶 艾名医学首席运营官艾名医学首席运营官周轶博士表示，站在用户角度而言类器官主要解决两个问题：第一帮助药企做更有效率的药物研发。传统的从动物到人的临床药物开发效率较低、成本高，而类器官可以实现高通量筛选，极大提高了新药开发的效率。第二在临床用药阶段帮助患者解决精准治疗。对于临床肿瘤患者的治疗一般要根据专家指南和医生经验来用药，而我们希望通过类器官给到医生精确数据报告，从而进行精准药物的指导，进一步提高三四线城市医院的诊疗水平。此外，类器官也为体外试药提供了思路。主持人：张甲 赛多利斯生命科学中国区技术经理此外，四位嘉宾就类器官发展过程的技术瓶颈、技术难题与挑战以及未来类器官人才培养的方向进行了交流与讨论。 学术报告环节学术报告环节，来自科研界、医疗界、产业界的十余位专家大咖、企业家们就细胞分析技术在各自领域的前沿应用进行了精彩的报告分享。《小分子化合物单克隆抗体精准创制技术》王战辉 中国农业大学 研究员/博导免疫快速检测是保障动物源食品安全的重要手段，但目前快速检测技术产品应用问题突出，尤其检测稳定性差、通量不高、灵敏度不高等因素导致目前快检效率低。鉴于此，王战辉研究员利用小分子化合物单克隆抗体精准创制技术在免疫快检领域进行了研究，利用高稳定性抗体+高稳定性探针+高稳定性交联指导免疫反应体系的稳健性提升，从而进一步改进免疫快速检测性能。此外，课题组进一步发力于自动化、智能化、高通量快速检测技术及产品开发。具体而言，基于微流控、微阵列的小型检测装置，对于提高自动化、智能化和数字化程度成效显著。《创新全自动无损细胞分离技术赋能细胞研究》程庆灵 赛多利斯 生物分析产品应用科学家细胞分离技术在细胞研究如细胞异质性研究、疾病研究、药物发现、个体化医疗以及发育生物学等领域中发挥重要作用。程庆灵介绍，随着科研需求的日益更新迭代，传统的细胞分离技术存在步骤繁琐效率低、挑取成功率低、细胞易失活、使用成本高等弊端凸显且亟待解决。基于此，报告指出细胞分离技术的趋势主要包含高通量、高精度和高活率三个特点。同时报告中对于满足上述特点的赛多利斯CellCelector Flex的功能特色以及应用案例进行了详细介绍。《多样化细胞分析平台赋能新药研发》王玉辉 康龙化成（北京）生物技术有限公司 体外生物学部门转化医学负责人报告主要围绕多样化细胞检测平台与类器官检测平台对于新药研发的赋能分享。他指出在药物研发中，传统肿瘤2D细胞和肿瘤3D细胞球对于药物响应相对一致，而类器官对于药物响应在某种程度上更能代表个体差异具有重要的意义，主要因为其更加接近于人体真实状态。因此，基于类器官的肿瘤模型或者疾病模型在预测药物在临床中反映出的问题，辅以对药物开发下游机制的分析，为进一步精准联合用药提供思路。《基于靶点的小分子药物的发现及药理机制研究》刘扬 北京大学第三医院 副研究员刘扬研究员研究聚焦于中药化学生物学，特别是天然药物抗肿瘤活性成分的靶标及分子机制。他建立基于互作和天然抗肿瘤成分的高通量筛选体系，发现并研究了天然抗肿瘤活性分子葫芦素B (CuB)在抗肿瘤药物高通量筛选中的应用，该研究成果入选了2022年中医药十大进展成果之一。而后基于14-3-3ζ蛋白靶点的发现，详细介绍了其在治疗阿尔兹海默症中的应用成果与进展。《基于生物层干涉技术的垂钓新方法新体系开发》王静 北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室 副主任技师王静老师首先对所在实验室仪器平台进行了介绍，北京大学药学院天然药物及仿生药物国家重点实验室是药学领域的第一个国家重点实验室，主要围绕新药研究技术平台，包含生物分子相互作用平台、生物影像平台、流式细胞平台、质谱多组学平台、AI药物设计平台等10个重要平台支撑北大药学学科的建设。而后，她对于生物层干涉技术的检测原理、功能优势以及生物层干涉垂钓技术在医学和药学研究领域的应用进行了阐述，尤其该技术在中药活性成分的发现和确认、体现了重要功能。《Incucyte®长时程活细胞工作站在中医药研究中的应用》王铁山 北京中医药大学北京中医药研究院 细胞分子生物学平台负责人报告首先介绍了北京中医药研究优势特色体系：基于单细胞测序和Himap验证转录组学研究平台、基于Xenium空间原位多组学技术、基于虚拟筛选和实际筛选的验证靶点-药物筛选体系。而后他从显微成像技术的发展简史、Incucyte®长时程活细胞工作站在中医药研究中的应用详细介绍。《实时活细胞成像助力高通量活细胞功能表征》孙晓伟 赛多利斯 生物分析产品应用科学家据介绍，赛多利斯首次提出在培养箱内自动成像检测概念后，不断推出迭代更新的实时活细胞监测仪器设备。孙晓伟主要围绕实时活细胞成像设备Incucyte®在细胞活性检测、细胞形态检测与定量、细胞运动检测、微生物感染、生物药如免疫细胞治疗产品、抗体、mRNA疫苗等方面的应用。报告提到，目前Incucyte®在全球已有4000多个用户，发表1万三千多篇文献，160多篇CNC主刊文献。且对于工业客户今年新增加了21 CFR part软件模块，可以满足审计追踪要求。此次论坛的成功举办，为细胞分析技术的前沿应用提供了一个交流和学习的平台，对推动相关领域的发展起到了积极的推动作用。会场掠影

12月16日，国家食品药品监督管理总局药品审评中心（CDE）对外发布了关于《细胞制品研究与评价技术指导原则》(征求意见稿)的通知，根据征求意见稿，细胞制品未来将按药品评审原则进行处理。　　意见稿同时明确，当细胞治疗产品属于以下情况时，建议开展更多的临床前研究：干细胞及多潜能细胞，包括诱导多能干细胞(iPS) 基因修饰的细胞，关注导入基因的功能实现及安全性风险 生产工艺复杂、处方组成复杂的产品 长期、全身用药的细胞产品或长期存留于人体的细胞。用于目前有治疗手段、非致死性疾病的治疗产品。　　所谓免疫细胞治疗，是向肿瘤患者输入具有抗肿瘤活性的免疫细胞，直接杀伤肿瘤或激发机体抗肿瘤免疫反应，从而达到治疗效果的生物疗法。据中国医药生物技术协会秘书长吴朝晖介绍，与药品生产不同，细胞制剂制备有自身特点，如免疫细胞采集自肿瘤患者体内，必须在制备、运输的各个阶段可追溯，以防止个性化制剂与患者“对错号” 细胞制剂制备对环境洁净度的要求比较高，而且由于细胞是有活性的，不能像药品生产那样采用常规的灭菌方法。　　市场分析认为，干细胞临床应用政策的严格管理利好于干细胞行业长期规范化发展。真正具有技术和发展潜力的机构，同时具有优秀上游干细胞存储资源的机构，将快速向中下游药物研发和应用市场延伸，分享干细胞产业巨大市场。业内人士表示，伴随征求意见稿的发布和未来正式稿的发布，整个细胞治疗领域将迎来大发展，对于那些原来一直致力于细胞治疗研发的企业将迎来真正的机遇。

病毒的感染研究通常是在大量细胞实验中进行的，一般要将许多培养细胞同时暴露于病毒中，这就使得研究单个病毒侵入事件和研究病毒在单个细胞之间的感染传播十分困难。多功能单细胞显微操作FluidFM技术通过温和的、微通道和力反馈控制的探针，将单个病毒粒子突破性的沉积在选定的单个细胞上，从而实现前所未有的控制，在单个病毒粒子--单个细胞水平上研究病毒感染。FluidFM技术可以帮助阐明关于毒性、病毒复制或宿主免疫应答的基本问题，从而促进新型抗病毒药物和疫苗的开发。放置单个病毒粒子单个病毒粒子可以被放置在您选择的细胞上的确切位置注入单个病毒粒子直接将单个病毒粒子注入特定细胞的细胞质或细胞核中测量生物量的变化测量细胞硬度的变化和单细胞力谱对感染细胞进行分离、提取和分析分离被感染的细胞，或进行单细胞活细胞提取，进而进行测序、质谱等分析观察和监测通过集成的成像系统和追踪软件对细胞进行长时间连续监测 FluidFM技术如何提升您的病毒学实验？ 1. 在病毒感染方面获得全新的视角FluidFM技术为病毒学研究引入了新的实验可能性，允许在贴壁细胞培养中控制病毒粒子与您所选择的细胞进行的相互作用。这为我们提供了全新的视角：细胞进入和感染机制方面；细胞反应、病毒协同性和病毒生命周期阶段；增殖，扩散率和细胞间感染方面FluidFM操作病毒的工作原理 2. 量化宿主防御和病毒协同性通过在细胞上放置一定数量的病毒粒子，宿主细胞对病毒的防御就可以被量化。因此，可以研究感染概率、宿主防御的局限性以及病毒粒子之间的合作关系。1个病毒粒子通过FluidFM微管的空心悬臂准备放置。图片由苏黎世联邦理工学院P. Stiefel提供。4个病毒粒子沉积在一个选定的单细胞上。图片由苏黎世联邦理工学院P. Stiefel提供。 3. 监测病毒在细胞间传播FluidFM技术一体机集成了CO2和温度控制的活细胞模块，同时也集成了成像模块。这保证了受感染细胞的细胞培养环境，并与软件支持的自动追踪功能一起，允许长时间观察受感染或操纵受感染细胞。这使得我们可以详细了解病毒感染是如何从宿主细胞传播到邻近细胞乃至传播到其他培养细胞的。 4. 将单个受感染细胞导入正常培养基，或将单个正常细胞导入处理培养基轻柔地从贴壁或悬浮培养中取出单个细胞，以高的精度定位地将其放入另一个孔板中，这样的操作可以充分保证细胞的活力。使得将单个感染细胞引入健康培养基后的进一步研究成为可能。同样的方法也可以用于将健康细胞、耐药细胞或药物处理后的细胞放置于受感染的培养基中。分离单个细胞 5. 单细胞活细胞的提取，以便进一步分析FluidFM技术可以根据形态学或荧光标记从培养物中分离出单个细胞。在保持完全存活的情况下，这些感兴趣的细胞可以在新的培养皿中扩增，或进行进一步的蛋白质组学或转录组学分析。甚至可以进行单细胞活细胞检测，如Live-Seq、TOF等。 6. 从感染的单细胞中获得单细胞力谱FluidFM探针集成了力学反馈功能，允许定量的机械相互作用，可达pN别的力学分辨率。测量由单个细胞感染引起的生物物理变化，如硬度的变化，粘附力的变化，甚至质量的变化。因此，FluidFM可以将病毒在宿主细胞上引起的形态变化与机械变化联系起来。单个细胞从完全贴壁、融合的培养状态中被拽离出来，并记录单细胞力谱。视频由德国Würzburg大学医药与牙医科学院A. Sancho和J. Groll提供参考文献：[1]. Koehler, M., Petitjean, S.J.L., Yang, J., Aravamudhan, P., Somoulay, X., Lo Giudice, C., Poncin, M.A., Dumitru, A.C., Dermody, T.S. & Alsteens, D. Reovirus directly enganges integrin to recruit clathrin for entry into host cells. (2021) Nature communications, 12, 2149.[2]. J. Yang, J. Park, M. Koehler, J. Simpson, D. Luque, J.M. Rodriguez & D. Alsteens. Rotavirus Binding to Cell Surface Receptors Directly recruiting a-integrin. (2021). Advanced Nanobiomed Research.[3]. Guillaume-Gentil, O., Rey, T., Kiefer, P., Ibáñez, A. J., Steinhoff, R., Brönnimann, R., Dorwling-Carter, L., Zambelli, T., Zenobi, R., & Vorholt, J. A. (2017). Single-Cell Mass Spectrometry of Metabolites Extracted from Live Cells by Fluidic Force Microscopy. Analytical Chemistry, acs.analchem.7b00367.[4]. Guillaume-Gentil, O., Grindberg, R. V., Kooger, R., DorwlingCarter, L., Martinez, V., Ossola, D., Pilhofer, M., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2016). Tunable Single-Cell Extraction for Molecular Analyses. Cell, 166(2), 506–516.[5]. Guillaume-Gentil, O., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2014). Isolation of single mammalian cells from adherent cultures by fluidic force microscopy. Lab on a Chip, 14(2), 402–414.[6]. Guillaume-Gentil, O., Potthoff, E., Ossola, D., Dörig, P., Zambelli, T., & Vorholt, J. A. (2013). Force-controlled fluidic injection into single cell nuclei. Small, 9(11), 1904–1907.[7]. P. Stiefel, F.I. Schmidt, P. Dörig, P. Behr, T. Zambelli, J. A. Vorholt, and J. Mercer. Cooperative Vaccinia Infection Demonstrated at the Single-Cell Level Using FluidFM. Nano Letters, 2012.

10年前，中国的干细胞研究刚起步，经过10年的努力，中国的干细胞研究从无到有，从小到大，研究团队逐渐壮大起来，已经成为世界上一支不可忽视的力量。在近日举行的中国首届干细胞研究年会上，科技部中国生物技术发展中心副主任马宏建介绍道：“近5年，中国的干细胞研究发展较快，在干细胞领域的专利数及文章发表数已位列世界第五。然而，我们虽然在位数上靠前，但是在队伍规模和数量上与美、德、日等国仍有很大距离。”美国是干细胞研究领域最有实力的国家，其干细胞领域相关的专利和论文发表数占世界总量的50%左右。　　中科院动物研究所研究员周琪认为：“由于我国的干细胞研究起步较晚，和海外同行比，中国的干细胞队伍是最年轻的，但是我们有很大的热情，我也十分希望广大学生加入进来。相信大家精诚合作、共同努力，一定可以为中国干细胞在国际上杀出一条血路，提高我国的声誉和影响力。”同时，因首次成功证明了IPS细胞的全能性、首次利用体细胞成功克隆大鼠等在干细胞领域的突出贡献，周琪获得大会设立的“干细胞研究杰出贡献奖”。　　中国细胞生物学学会董事长、同济大学校长裴钢认为：“干细胞作为一个前沿的领域，有无限的事情可以发生，尤其是青年研究员和学生有无数的事情可以做。”　　中国首届干细胞研究年会上，来自我国干细胞研究领域的60多位专家、学者、医生聚焦两个重点：一是紧贴干细胞研究的重要前沿问题 二是大力推进干细胞基础研究与临床应用的转化。　　干细胞生物学分会成立1年来发展迅速，分会成员致力于把分会打造成我国干细胞研究人员的精神家园、信息总汇和交流的平台、培训基地以及对外合作窗口。

记者10日从南宁市政府获悉，亚洲目前规模最大的大型干细胞研发和产业化中心——国际干细胞联合研究中心日前在南宁高新区建立广西基地，广西博雅干细胞科技有限公司同时成立，这标志着广西有了第一个大型干细胞研发和产业化中心，广西也有了自己的综合性临床干细胞库。　　干细胞的保存有“生命保险”的美誉。据介绍，干细胞与每个人的生命息息相关，它不能人工制造，存在每个人的骨髓里，但是它已成为治疗多种疾病的重要“武器”。在临床上，利用干细胞进行移植治疗的疾病超过92种，包括缺血性心脏病、中风、老年痴呆、帕金森氏病、烧伤等。如果每个人为自己或者帮孩子储存干细胞，当以后遇到上述疾病，可用已储存的干细胞进行相关治疗。　　记者了解到，国际干细胞联合研究中心广西基地暨广西博雅干细胞科技有限公司项目总投资约2亿元，预计从明年起，南宁市民可在国际干细胞联合研究中心广西基地申请长期保存干细胞。广西作为中国对东盟的窗口，国际干细胞联合研究中心的引入以及其技术优势也将大大提升广西和南宁对周边地区和国家的辐射力。　　国际干细胞联合研究中心(INCOSC)是由北京大学、中国科学院、四川大学、英国罗斯林研究所、苏格兰再生医学研究中心等7家国内外一流干细胞研究机构、17支国内外干细胞领域最领先的科学家团队共同参与组成的大型研发和产业化中心。这项大型国际合作被列为2010年度科技部国际合作重大专项，是亚洲目前规模最大的大型干细胞研发和产业化中心。

日前，中国科学院青岛生物能源与过程研究所单细胞研究中心在基于微流控的单细胞拉曼流式分选技术研究中取得新进展，相关成果于2月5日在线发表在Analytical Chemistry (Zhang PR, et al, Anal Chem, 2015)。　　单细胞拉曼分选(RACS)是一种极具潜力的活体细胞功能分选技术。与目前通用的荧光激活细胞分选(FACS)相比，RACS具有直接基于细胞功能分选、无需标记、不需预知生物标识物的关键优势，因此在海洋资源挖掘、生物能源种质筛选、肿瘤监测与分选、环境微生物监控、农业生态研究等诸多领域具有广阔应用前景。但由于细胞固有拉曼信号弱所导致的细胞分选通量低这一问题限制了其应用与推广。开发高速流动细胞拉曼信号的快速采集和识别已经成为发展高通量拉曼流式细胞分选的关键技术挑战之一。　　由研究员徐健和马波领导的研究团队针对上述瓶颈开发了一种基于阵列介电单细胞捕获/释放的快速拉曼识别技术。通过对高速流动单细胞的介电操控，实现了单细胞流在电极上的捕获/释放，并在细胞捕获期间(毫秒-秒)完成拉曼信号的采集识别(下图A)。通过耦合该团队同期建立的基于电磁阀吸吮的微流控细胞分离技术(Zhang Q, et al., Lab on a Chip 2014, Cover page, 2014 HOT Articles 下图B)，实现了产色素工程酵母和普通酵母细胞的拉曼流式分选。前述工作首次建立起基于介电单细胞捕获/释放的单细胞拉曼流式分选原理和装置，为下一步发展高通量拉曼流式细胞分选仪器奠定了原理和关键技术基础。　　单细胞中心前期建立的单细胞弹射分选方法(Wang Y, et al, Anal Chem, 2013)适用于贴壁生长的细胞、微生物生物膜等固相细胞的分选。而该研究开发的单细胞流式分选方法针对于流动相细胞的分选。这两种方法学的建立和相互结合，为研制广谱性适用于自然界各种细胞存在状态的单细胞拉曼分选装备提供了可行性。　　该研究得到了科技部创新方法专项、国家自然科学基金面上项目、微进化重大研究计划及中科院重点部署方向项目等的支持。　　原文链接：　　1. Raman-activated Cell Sorting based on dielectrophoretic single-cell trap and release, Anal. Chem., 2015, doi: 10.1021/ac503974e.　　2. On-demand control of microfluidic flow via capillary-tuned solenoid microvalve suction. Lab Chip, 2014 Dec 21 14(24):4599-603. doi: 10.1039/c4lc00833.　　3. Raman activated cell ejection for isolation of single cells, Anal. Chem., 2013. doi: 10.1021/ac403107p.　　 　　(A)基于阵列介电单细胞捕获/释放单细胞拉曼分选示意图 (B)基于电磁阀吸吮的微流控细胞分离技术(Cover Article)。

学理工的人大概都有这样的感觉，很多规律和现象都可以用理论、公式或算法来描述及推导。只要知道了所有的条件，便能预测结果。反过来，也可以通过现象反推关键的成因。久而久之，我们也习惯并爱上了这样逻辑清晰、条理分明的世界。以至于我们时常因为意外的结果徒然而叹，也为寻找到那孜孜以求的&ldquo 理&rdquo 而欢欣鼓舞。抛开现实里的林林总总，理工男女的生活可以很简单&mdash &mdash 以&ldquo 理&rdquo 立身，有&ldquo 理&rdquo 走遍天下，无&ldquo 理&rdquo 无地容身。这样的准则对某些人来说甚至可以上升到人生哲学的高度&mdash &mdash 直到他们遇上了生物学。　　相比数理化，生命科学相当&ldquo 后进&rdquo 。在数理化已经发展到有相当完整的理论体系的今天，生物学，尤其是分子生物学可谓是才刚刚起步。&ldquo 不幸的&rdquo 生物工作者还处于认知的原始积累阶段。我们研究的几乎每一个对象，每一种方法，大概还没有可以宣称已经研究透彻的例子&mdash &mdash 即使对象是简单如病毒这样连生命都算不上的活性大分子。实验不能重复，现象无法解释这样的事在生物实验室里是家常便饭。许多人都遇到过PCR扩增失败，或电泳多出一条带这样的事。多数选择再做一次看看，而不是寻根究底。因为整个系统太复杂、变量太多太多了。　　 　　系统的复杂程度太高是一方面，另外一个原因是研究手段的局限(当然还有更多客观原因，非本文主旨所以省略)。微观世界的研究手段的升级依赖于其他科学门类的进步，对手段的依赖必然导致方法论的单调。在分子和细胞生物学领域，许多人习惯用宏观思维去理解微观世界，比如重视群体现象而忽视个体差异，用一群相关的细胞代替一个系统。而对一个复杂的系统用笼统的手段进行研究，得出的结论自然是粗浅的。　　虽然没人做过统计，但据估计至少95%以上的现代生物学研究成果是建立在对细胞群体的研究基础上。忽略细胞异质性(Cellular Heterogeneity)的方法固然降低了系统的复杂度，简化了流程。其带来的生物信息不可逆的丢失也是显而易见的。这种平均化的方法必然导致信息的稀释或丢失，在某些情况下甚至会让人得出矛盾的结论。另外，该方法让发现并分离细胞群体中的&ldquo 异类&rdquo 的尝试变得难上加难。如此，只有强信号才有可能被检测到。而这不仅让以往科学家们的努力有了不过是摘取了低处枝条上果实的意味，也让部分成果的准确性打上了问号。　　单细胞分析技术正是解决上述问题的方法，其中最引人注目的是单细胞测序技术(Single-Cell Sequencing)。然而，细胞异质的不确定性导致需要同时分析很多单细胞以消除小量样品可能带来的偏差，而这直接和实验可行性挂钩。幸运的是，由于技术的进步和费用的降低，单细胞测序技术近年来已得到迅速推广。通过对单个细胞的逐个测序，信息的精度、深度，以及信息量可获得几何级数的增长，随之带来的是我们对具体对象更加翔实和准确的了解。而且，通过数学方法，高度相关的细胞可以被整合起来当作亚群体处理以部分消除单个细胞的随机异质性，或者按相关性重排以构建全新的不依赖于传统时间轴的图谱。这些新手段已经给我们带来了一些前所未有的认知。那些前沿科学家们所取得的成就，同时也刺激着更多的人加入他们的行列，形成了正反馈。　　近年来，单细胞测序逐渐大众化，相关的论文发表数量在2010年后呈指数增长之势，在高品质期刊上发表的单细胞研究成果屡见不鲜。其产生的影响深远，以致Nature Methods将单细胞测序选为2013年度重大技术，并在2014年首刊专述。在后面的文章中我将会挑选几篇有代表性的文章谈谈它们的意义。有意思的是，二代测序技术已经在2007年当选Nature的年度重大技术。单细胞研究的流行无疑让它的使用拓展到了更广阔的领域。　　单细胞研究不仅在DNA和RNA测序方面取得了极大的进展，单细胞质谱分析(Mass Cytometry)也正在逐渐得到更多的关注。该技术用带有重金属原子标记的单克隆抗体对细胞表面和细胞内的关键蛋白进行标记，然后依次等离子化细胞，通过质谱分离重金属原子并分析其丰度来获取相应蛋白在各细胞内的表达情况。该技术也叫质谱流式细胞技术，相比荧光流式细胞技术，其主要特点是背景低、通道互扰小，所以可以同时分析更多的蛋白质。如今可用的重金属标记已达35种，这是基于荧光的检测手段无法企及的(最新的荧光流式技术可一次检测16-18种蛋白)。该技术可以一次分析百万量级的单细胞，而且没有理论上限，超出单细胞测序几个数量级。因此可以用来构建非常详细的细胞关联图，尤其适合分析高复杂度的系统，比如血液中的细胞。另一方面，单细胞质谱无法像测序那样对全基因组进行分析，但是由于它是直接对细胞的功能的执行者&mdash &mdash 蛋白质进行解析，跳过了对细胞内各种基因表达调控机制的考量，其意义是非常明显的。　　此外，单细胞测序技术让微流控芯片技术(Microfluidics)得到了发展。除了在制备单细胞测序文库方面具有优势以外，该技术在其他领域内的应用也得到了拓展，如在微流控环境中进行细胞培养。该方法可将少数细胞分离到纳升级(nL)的独立单元中分别培养并进行定向引导，然后可以立即利用微流控系统制备测序文库。在干细胞研究以及生物制药领域，该技术应该有着广阔的应用前景。　　在单个细胞层面的研究近年来经历了井喷式的增长。然而，其应用主要体现在基础研究中。目前临床上唯一被使用的单细胞检测法是胚胎植入前遗传学诊断(PGD, Preimplantation Genetic Diagnosis)。循环肿瘤细胞(CTCs, Circulating Tumor Cells)虽然在定义上是存在于循环系统中的极少量单个细胞，临床上仍然是先富集然后进行整体分析。对单个CTC进行分析的必要性已有探讨，但开发出相应的技术并在临床上被接受还有一段路要走。

p style="TEXT-ALIGN: center"img title="神经细胞.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/5ea1ac41-e831-42dc-ab38-5e418c9181f5.jpg"/　/pp　世界上没有两片完全相同的叶子，细胞也是。然而，科学家们在进行现代生物学研究时，大多时候都考察的是细胞群体，而忽略了细胞异质性。/pp　　就拿神经细胞来说，大脑中有亿万个神经细胞，这些神经细胞在细胞形态，突触连结，细胞结构，电生理以及生理功能上具有高度的多样性。不同种类的神经细胞中，其基因组、蛋白组、化学分子组成、含量、代谢也都有着很大的差别。在直径不到1毫米的一个很小的脑区，可能就存在几十种甚至上百种完全不同的神经元以及胶质细胞类型。甚至很多情况下，即使物理距离上相邻的两个神经元也可能是两个不同的神经元类型。因此，对脑内单个神经元的基因组、蛋白质组以及代谢组进行分析，具有重要的生物学价值。/pp　　单细胞技术在近年发展非常迅速，比如单细胞测序，已经广泛应用于各种生命学科的研究。2014年1月Nature Methods上发表的年度特别报道，将“单细胞测序”(Singled out for sequencing)的应用列为2013年度最重要的方法学进展。/pp　　单细胞技术不仅在测序方面取得了极大进展，单细胞质谱分析也正在逐渐得到更多的关注。与用于分析单个细胞基因组的单细胞测序不同，单细胞质谱主要是研究单个细胞内的代谢物情况，例如化学小分子的组成、含量和代谢等等。单细胞质谱的优势在于可以高通量检测目前其它单细胞技术无法检测的小分子化合物，以及它们的代谢过程。同时，由于质谱本身的优势，不需要采取测序或者特异性抗体等外部手段，就可以精确分析检测到的化学物质信息，可以说是“物美价廉”。 不过，由于质谱技术本身的局限性，目前还无法做到类似单细胞测序那样的大规模测量。/pp style="TEXT-ALIGN: center"　　　　多学科交叉合作，开发单神经细胞质谱/pp　　2013年，熊伟教授结束了在美国国立卫生研究院的博士后研究工作，回国后加入了中国科学技术大学生命科学学院。在申请中组部“青年千人计划”时，熊伟教授认识了另一位中科大化学学院的“青千”黄光明教授，当时，黄光明教授课题组正在发展一种小样品(pL级别)质谱测量技术。经过多次讨论，他们决定将两个实验室的优势技术进行结合，开发单神经细胞质谱这一新技术。/pp　　目前质谱技术在神经科学中的应用，主要还是采用对大量组织细胞匀浆后的样品进行分析。在单细胞检测中，质谱分析因为具有高灵敏度，大的线性范围以及高通量分析化学分子的特点，逐渐被用于单细胞的细胞代谢分析。但目前的方法需要使用大量有机试剂对细胞进行处理，无法保持采样时细胞的活性 冗长的处理和分离过程也导致较慢的分析速度，无法短时间内完成大量单细胞分析 并缺乏来自同一细胞的电生理信号 最终导致单细胞代谢物的质谱分析无法大规模用于神经细胞的分析。/pp style="TEXT-ALIGN: center"　　新技术让质谱分析活体单个神经元成为现实/pp　　2017年1月26日，熊伟教授与黄光明教授等人在PNAS上发表了一项题为“Single-neuron identification of chemical constituents, physiological changes, and metabolism using mass spectrometry”的研究。在这项新研究中，研究团队依托电生理膜片钳以及电喷雾离子源技术建立了一种稳定的单神经元胞内组分取样和质谱组分分析技术。/pp　　 img title="神经细胞2.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/6e5915a4-ec84-4cb3-b4c3-d7724a1fc4d3.jpg"//pp /pp style="TEXT-ALIGN: center" 　span style="FONT-SIZE: 14px"膜片钳与单细胞质谱分析联用技术分析单个神经细胞示意图/span/pp　　电生理膜片钳能将玻璃微电极接触并吸附在细胞膜上，高阻抗封接后将膜打穿成孔，记录膜片以外部位的全细胞膜的离子电流。而电喷雾技术主要是利用一个高压交流电使分析物被离子化然后被质谱检测，该离子源具有较强的抗干扰能力。与传统的质谱方法相比，这一新方法最大的优势是可以原位对活细胞进行取样，并且同时采集细胞位置、电生理活动以及细胞内化学成分等多方面的信息。/pp style="TEXT-ALIGN: center"　　质谱分析让神经化学研究进入单细胞水平/pp　　研究人员利用这一方法对小鼠海马、前额叶、杏仁核、纹状体等脑区单个神经元内的数千种化学小分子进行了快速质谱检测，并同步采集了电生理信号。/pp　　海马、前额叶、杏仁核、纹状体这四个核团无论是在人类还是低等动物中都非常重要，与学习、记忆和情绪等行为以及相关疾病如阿尔茨海默病、帕金森病等有着密切的联系。这些核团内的神经元种类繁多，目前国内外有多个课题组正在从单细胞测序的角度解析这些核团的神经元分类及对其功能进行鉴定。熊伟教授表示，他们对这四个核团神经元进行质谱研究，也正是想从单细胞水平全面分析这些核团神经元的代谢组学情况，以及这些代谢通路和代谢组在学习、记忆和情绪等行为及其相关疾病中的作用机制。/pp　　在这项研究中，研究人员主要对不同年龄段的小鼠海马、杏仁核、纹状体等脑区单个神经元中的谷氨酰胺(Gln)、谷氨酸(Glu)以及GABA等化学小分子进行定性、定量分析并对其进行神经元分类。/pp　　Glu和GABA是中枢神经系统两大类神经递质(兴奋性或抑制性)的代表性分子。早期人们认为一个神经元内只存在一种递质，其全部末梢只能释放同一种递质，这被称之为戴尔原则(Dale' s principle)。然而随着科学技术的发展，人们逐渐认识到两种或两种以上递质(包括调质)可存在于同一神经元内，在适当的刺激下可经突触前膜共同释放。这种新的观点得到了众多电生理及免疫组化等实验的证明。然而这些证据大部分都是间接的证据，尚无直接证据表明二者的共存。这项研究首次在单细胞水平，通过质谱分析给出了二者共存于同一神经元内的直接证据。同时，研究人员还发现了一些尚未在神经系统中被发现的小分子，他们正在努力研究其作用和分子机制。/pp　　此外，研究还鉴定了单个神经元内谷氨酰胺的代谢路径。Gln-Glu-GABA通路是谷氨酸和GABA代谢的经典通路，尤其是谷氨酸，它不仅仅作为兴奋性神经递质存在于神经元内，还大量参与到蛋白质的合成代谢以及细胞能量供应体系中。而GABA是中枢神经系统的抑制性递质，可以防止神经细胞过度兴奋。二者与各种脑疾病都有着密切的关系，如自闭症、阿尔茨海默病、帕金森病等。该通路在大脑的发育和衰老中扮演着非常重要的角色。对单个神经元内谷氨酰胺的代谢路径的鉴定对于深入理解这条代谢通路以及与之相关的疾病机制具有重要意义。/pp　　这项研究首次利用化学质谱方法直接无稀释地检测单个神经元中多种神经递质、代谢物、脂质等化学小分子，对单个神经元化学成分及代谢物进行了即时分析，并将目前神经细胞成分分析的研究推向了一个活细胞及单细胞水平。这一技术在将来或许能够帮助科学家们在单细胞层次上去研究神经生物学、代谢组学、毒理学等生命科学的重大问题。/pp　　谈到临床应用前景时，熊伟教授的态度也十分肯定。他表示，该技术允许研究人员对血液、脑脊液等样品中的单个细胞进行质谱检测，结合相应的生物标记物，完全有可能对阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等神经精神疾病的早期诊断提供帮助。/pp　　　熊伟教授从事神经科学研究，他认为现代神经科学研究需要技术的快速研发以及多领域多学科的交叉合作，必须发展包括显微成像、分子示踪、质谱分析、光遗传学以及转基因操作等最新的生物、物理、化学与工程材料等多学科交叉技术。熊伟教授表示，对他而言，科研不仅仅是工作，也是兴趣，尤其是对新技术的热切追求，驱动着他不断前行。熊伟教授及其研究团队也正在和中国科大的其它实验室展开合作，和不同的领域的科学家交流和分享科研心得是一种享受。/pp　　该项工作由中科大生命学院博士后朱洪影、生命学院博士研究生邹桂昌、王宁在熊伟教授和黄光明教授的共同指导下完成。该研究工作得到了国家自然科学基金委重大研究计划、科技部、中科院战略性先导科技专项(B类)以及国家青年千人计划等的资助。该工作还得到中国科学技术大学同步辐射实验室光电离质谱线站的仪器与技术支持。　/pp style="TEXT-ALIGN: center" img title="熊伟.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201704/noimg/2a3b00c2-8807-4156-a379-59653af1915d.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"　　熊伟 教授/pp　　熊伟教授是国家中组部“青年千人计划”获得者，2001年毕业于北京大学生命科学学院，获理学学士学位。2006年毕业于北京大学生命科学学院，获理学博士学位。2006至2013年，在美国国立卫生研究院(NIH)酒精滥用与酒精中毒研究所(NIAAA)做博士后研究工作。2013年3月加入中国科学技术大学生命科学学院。中科院脑科学与智能技术卓越创新中心骨干成员。中科大神经退行性疾病研究中心暨脑资源库核心成员。长期从事与神经化学、药理学、小分子药物研发相关的神经科学研究，运用多种先进的实验技术从分子、细胞水平、到动物行为进行了深入系统的研究，并取得了系列重要成果。研究工作发表在Nature Neuroscience, Nature Chemical Biology, Journal of Experimental Medicine, PNAS, Journal of Neuroscience, Molecular Pharmacology等国际学术期刊上。获得过多项国家级基金资助。/p

“2012年国际抗衰老生命科技产业发展论坛”3日在天津举行。会上，中国科学院院士吴祖泽介绍,中国将逐步推动干细胞治疗的临床研究工作。由相关部门起草的《干细胞临床研究指导原则(讨论稿)》、《干细胞临床研究基地管理办法(讨论稿)》和《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则(讨论稿)》已于今年9月底上报国家卫生部干细胞临床研究领导小组，将择机公布。业内人士认为，上述部门法规的出台有助于中国规范干细胞行业发展，尤其是临床治疗领域 最终促进干细胞治疗产业化发展。　　据透露，未来干细胞药物或医疗技术申报将遵循新药申报的模式进行，但在一些具体要求上将有所区别。其中，《干细胞制剂质量控制及临床前研究指导原则》特别强调干细胞制剂的质量控制，包括干细胞的建立、采集和分离 干细胞的体外操作以及干细胞制剂的检定与质量控制。　　论坛当日，中源协和(600645)与英国细胞治疗有限公司(CTL)签署了合作意向书，双方希望就自体中胚层基质细胞治疗心脏衰竭技术开发和商业化开展合作。双方共投资800万美元成立合资公司，中源协和与CTL各占51%和49%。合资公司将获得CTL公司拥有知识产权的自体中胚层基质细胞治疗心脏衰竭技术在大中华区的独家使用权，用于开发和商业化，年限为11年。

美国BD公司日前在京举办“流式中国30年流式技术应用高峰论坛”，中国工程院院士陈志南等多位来自国内外流式细胞技术和应用界的专家学者就当今国际最新流式细胞技术的应用与发展前景作了精彩演讲。解放军302医院传染病研究所所长王福生在接受记者采访时说：“细胞治疗是今后医学治疗的发展方向及希望。自从30年前第一台由BD公司生产的流式细胞仪进入中国以来，流式细胞技术推动了生命科学应用和研究领域的快速发展。”　　流式细胞技术利用荧光标记在不同频率下通过单一或多种激光束时会发光的特性，对细胞进行有效分析。专用的软件将会把这些发光的信号转化为电子信号，从而进行解读并最终转换成可供实际应用的细胞数据。美国BD公司研发副总裁Ger van den Engh博士解释说，流式细胞技术还能从待测组织所含有的数以百万计的其他细胞中快速分离出罕见的干细胞，因此在干细胞研究和细胞治疗等领域有着非常大的应用价值，科学家能通过计算和识别单细胞的不同特性，更好地了解疾病的发展，改善疾病的诊疗及控制，从而更快地开发出新型疗法。流式细胞技术的不断创新和进步，为生命科学研究和疾病控制提供了强有力的支持。　　据了解，中国目前已有包括中科院上海生命科学研究院在内的200多家实验室引进了流式细胞仪。流式细胞技术不仅成为学术研究的重要工具，而且在临床方面正在得到越来越广泛的应用。清华大学艾滋病研究中心教授张林琦告诉记者：“这一技术方法在控制和治疗艾滋病上有着非常重要的意义。”

9月25日讯 对于艾滋病、癌症等一些目前尚无有效疗法的疾病来说，细胞治疗或许就是那片“绿洲”。细胞产品国家工程研究中心研发大楼昨日在滨海新区奠基，标志着在未来细胞治疗领域，新区将成为国内排头兵。　　该研发大楼将建在开发区十三大街国家生物医药国际创新园内。建成后，原位于开发区天大科技园内的工程中心药品研发部将全部迁入新址，届时工程中心的研发能力将得到极大增强，成为国内领先的细胞产品研究、开发、存储和应用中心，将继续引领我国细胞治疗产业走在国际先进行列。　　该大楼建成后，将依托国内最权威性的专业科研机构和临床医疗机构――中国医学科学院血液病医院，建立一个高水平的细胞研究及产业化发展平台，有效整合我国优势资源条件，把细胞工程产品、细胞治疗的生物技术创新与产业化应用结合起来，广泛用于临床治疗，为疑难疾病的治疗开辟新途径，使细胞治疗等相关产品和技术直接造福于人类。　　国家发改委于2004年批准成立“细胞产品国家工程研究中心”。通过几年建设，工程中心已具备一定的细胞生物技术研究和产业化应用的基础资源条件，现已在全球率先开发出具有广泛临床应用前景的脐带组织来源间充质干细胞，开创了我国干细胞技术产业化的先河。　　又讯昨日，“2010细胞治疗研究进展与临床应用前沿研讨会”在天津空港经济区开幕。500余名国内顶尖细胞治疗领域的专家学者齐聚滨海，针对“细胞治疗”这一人类新型疾病治疗手段的各项热门议题进行深入探讨与交流，为国内细胞治疗的基础研究和临床应用搭建智力共享平台。

近日，国务院印发的《生物产业发展规划》明确指出，要大力开展生物技术药物创新和产业化，发展细胞治疗等新技术与装备。细胞工程又一次备受瞩目。　　细胞工程是以细胞为对象，应用生命科学理论，借助工程学原理与技术，有目的地利用或改造生物遗传性状，以获得特定的细胞、组织产品或新型物种的一门综合性科学技术。　　对于我国细胞工程研究现状，细胞产品国家工程研究中心副主任张磊对《中国科学报》记者说：“一方面，文章发表量和专利申请量增幅很大，基础研究成果显著 而另一方面，应用研究缺乏监管和规范，基础平台和研究项目总体处在跟随欧美国家的状况，缺少有导向性的重大创新性技术。”　　据介绍，作为细胞工程的重要组成部分，细胞治疗技术存在的问题较为典型。细胞治疗技术，一类是免疫细胞治疗，另一类是干细胞治疗。　　张磊说，免疫细胞治疗已列入国家第三类医疗技术，医疗机构陆续开展相关方面应用，但都处在小规模、不规范的状态。干细胞治疗中，只有造血干细胞技术相对成熟，但需突破其扩增技术，其他干细胞产品尚未建立起明确的质量标准和规范的技术评价体系。　　对于细胞工程的发展前沿，张磊表示，一是3D人体细胞打印，将人体细胞作为“生物打印机”的原料，将事先提取好的活体细胞进行组合排列，“打印”出所需要的组织和器官 二是利用合成生物技术，开发标准的“生物元件”，装配成各种功能的“生物装置”，并构建出新的“生物系统”，对细胞进行有目的的改造，合成出需要的药物和其他材料。

6月12日，深圳 &mdash &mdash 全球领先的医疗技术和服务提供商GE医疗集团宣布与全球卓越的基因组学研究机构华大基因（BGI）在干细胞学研究建立长期的战略合作关系。此次合作旨在更好地了解及发现不同种族的人类干细胞系的基本遗传变异，进一步推进干细胞检测方法在药物发现和毒性测试中的应用。GE医疗生命科学部细胞技术总经理Amr Abid博士、华大基因副院长方林、华大基因助理院长尹烨、华大基因助理院长杜玉涛等领导出席了此次签约仪式，并宣布双方正式展开合作。GE医疗生命科学部细胞技术总经理Amr Abid博士、华大基因助理院长杜玉涛博士作为双方代表签署协议 在合作初期，双方将主要开展两个具有突破性意义的项目。第一，华大基因主要对由GE医疗集团提供的心肌细胞和肝细胞进行基因测序和表观遗传分析。双方希望通过本研究可以构建出不同种群的干细胞系之间的遗传变异图谱，并通过检测出具体细胞类型变异过程中的变化，提高对用于药物发现研究的细胞模型的了解。第二，GE医疗集团将为华大基因提供IN Cell Analyzer 2000细胞分析仪，为一系列已测试过的细胞类型进行细胞功能方面的高内涵细胞成像分析。同时，他们还将为华大基因的科研人员提供IN Cell Analyzer培训，使其能够通过cDNA表达和siRNA敲除来研究基因功能。GE医疗生命科学部细胞技术总经理Amr Abid博士致辞 GE医疗生命科学部细胞技术总经理Amr Abid博士说：&ldquo 由于制药业希望降低药物开发成本，为市场上提供更加安全有效的药物，拥有密切生物相关和可预测的细胞模型将变得更加重要。我们的长期使命是通过开发广泛的Cytiva&trade 干细胞来源细胞株实现以上目标，包括各种遗传背景的细胞类型。这是一个很大的挑战。华大基因拥有重要资源以及世界级基因组学和表观遗传学研究的能力， 我们很高兴能与之携手合作，共同提高对不同干细胞系的了解， 从而在未来推动全球范围内进行新的、更安全和有效的药物的开发。&rdquo 华大基因助理院长尹烨发言 华大基因助理院长杜玉涛表示：&ldquo 目前，高通量测序已广泛应用于农业、人类健康和环境保护等研究领域。通过基因测序和表观遗传学分析，可以深入了解胚胎干细胞来源的功能性细胞亚群的变异性情况，从而为开发更多适合药物研发和细胞治疗等研究的新型、安全细胞模型奠定重要的分子基础。我们很高兴能有机会同GE医疗集团为共同推动干细胞研究领域的发展而努力。&rdquo 合照 关于GE医疗集团 GE医疗集团通过提供革新性的医疗技术和服务，开创医疗护理的新时代。我们在医学成像、信息技术、医疗诊断、患者监护系统、药物研发、生物制药技术、卓越运营和整体运营解决方案等领域拥有广泛的专业技术，能够帮助客户以更低的成本为全世界更多的人提供更优质的服务。此外，我们还和医疗行业领袖一道，正努力通过全球政策，打造成功的、可持续的医疗体系。 我们的&ldquo 健康创想&rdquo 愿景普及全球。我们不断通过创新在世界范围内推动降低医疗成本、增加医疗机会、提高医疗质量。GE医疗集团总部设在英国，是通用电气公司（纽约证券交易所：GE）下属的业务集团之一。GE医疗集团的员工分布于全球100多个国家和地区，致力于为医疗专业人士和患者服务。欲了解更多有关GE医疗集团信息，请访问公司网站www.gehealthcare.com。有关更多近期新闻，请访问http://newsroom.gehealthcare.com。 关于华大基因 华大基因自1999年成立以来，坚持"以任务带学科、带产业、带人才"，先后完成了国际人类基因组计划"中国部分"（1%，承担其中绝大部分工作）、国际人类单体型图计划（10%）、水稻基因组计划、家蚕基因组计划、家鸡基因组计划、抗SARS研究、"炎黄一号"（100%）、大熊猫等多项具有国际先进水平的基因组科研工作，在Nature和Science等国际一流的学术杂志上发表多篇论文，奠定了中国基因组科学在国际上的领先地位。同时，建立了大规模测序、生物信息、克隆、健康、农业基因组等技术平台，其测序能力及生物信息分析能力世界领先。华大基因已形成科学、技术、产业相互促进的发展模式，建成一支具有世界一流水平的产学研队伍，开展一系列的重要动植物、人类健康、生物能源等基因组的研究，致力于人类健康服务事业和科技应用领域的发展。 在未来发展中，华大基因将依托先进的测序和检测技术、高效的信息分析能力、丰富的生物资源，以多学科结合的新型生物科研体系为基础，致力搭建核酸研究平台、蛋白研究平台、生物信息平台，并作为核心单位参与国家基因库的建立，为全球的科研工作者提供创新型生物研究的科技服务，推动基因组学研究、分子育种、医疗健康、环境能源等领域的科研发展。同时，为广大普通民众提供前沿生物科技在医疗、农业、环境及能源等领域的应用服务，真正做到科技惠民，为我国生物经济产业的战略发展奠定基础。更多详细信息，请见：www.genomics.cn。

干细胞作为再生医学的重要手段与研究核心，涵盖了基础与临床医学多个方面。在基础研究方面，干细胞成为生命科学的重要模型，有助于我们更进一步探索人体内各种生理及反应的分子机制。在临床应用方面，干细胞可以应用到人类面临的诸多医学难题中。岛津公司，支持干细胞研究的各个阶段，从分离培养到研究分析，不论是科研实验耗材，还是鉴定检测设备，岛津均能提供解决方案。细胞分选细胞成像应用案例：1.优化单克隆细胞筛选流程2.跟踪细胞增殖情况3.判定干细胞球（spheroid/EB）的大小和数量 细胞培养及检测应用案例：1.培养3D细胞微组织块用于药物筛选2.96孔V形底板应用实例，由人类胚胎干细胞形成视网膜组织 作为重要的一个新事业，自2015年起岛津致力于iPS细胞及ES细胞等细胞解析事业。为了促进干细胞相关的再生医疗的普及及发展，确保细胞安全性的品质管理技术、自动化分析技术将必不可少。岛津不仅利用现有分析设备投入细胞分析领域，还引入先进的分析观察设备及细胞培养耗材，希望进一步推动干细胞相关的再生医疗事业的发展与进步。促进人类和地球的健康，是岛津永恒不变的追求。 更多信息，请点击“原文链接”查看。关于岛津 岛津企业管理（中国）有限公司是（株）岛津制作所于1999年100%出资，在中国设立的现地法人公司，在中国全境拥有13个分公司，事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心，并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站，已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念，始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务，为中国社会的进步贡献力量。更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/ 。岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。岛津微信平台

质谱流式细胞术及其在精准医学中研究进展张浩1,2,3, 韩国军1,2,31北京大学跨学部生物医学工程系；2北京大学口腔医院；3 北京大学医学部医学技术研究院。质谱流式细胞术（Mass Cytometry）是近年来应用最为广泛的单细胞技术之一种。其将流式细胞技术与质谱分析技术结合在一起，用金属同位素代替荧光标记特异性抗体或探针，并利用质谱来定量同位素标签，可以在单细胞水平完成多种生物标志物的检测分析，包括核酸、蛋白质及其它小分子。其具有高通量、高灵敏度和高稳定性等优点，尤其适合于肿瘤、免疫、血液、药物和遗传学等学科的研究。当前新冠病毒COVID-19对人体免疫系统造成严重侵害，质谱流式技术能够更深入、全面的分析人体免疫系统的各种细胞亚型及其比例的变化，并预测临床病程的变化趋势，对于早期诊断、治疗与病理研究具有重要意义。 （一） 质谱流式细胞术发展历史图 1美国斯坦福大学医学院Garry Nolan 实验室中三台质谱流式仪器： CyTOF 1， CyTOF 2，CyTOF 3 （Helios）和BD公司荧光流式细胞仪LSR II。[1]质谱流式细胞术从最初的分析方法学概念到单细胞仪器装置、最终在基础生物学与临床医学中取得重要的应用，经过近二十年的发展历程。图1为2015年美国斯坦福大学医学院免疫学与微生物学系Garry Nolan教授实验室中三台不同型号CyTOF质谱流式仪与BD公司荧光流式细胞仪同时使用的照片。回顾质谱流式细胞术的发展历史，有三位重要的科学家作出了杰出的贡献。如图2中所示，首先2002年清华大学张新荣教授在学术期刊Analytical Chemistry中第一次提出元素标记策略用于电感耦合等离子体质谱的生物大分子检测的方法学研究[2]；2009年加拿大多伦多大学的Scott Tanner教授在学术期刊Analytical Chemistry中首次发布质谱流式细胞仪（Cytometry for Time of Flight，CyTOF）的研究工作[3]，并成立DVS Sciences公司将传统流式细胞术与电感耦合等离子体质谱相结合，推出了首台商用质谱流式分析仪器。2011年斯坦福大学Garry Nolan教授首次将质谱流式技术成功应用于临床血癌免疫性疾病的单细胞的表型与磷酸化蛋白信号通路研究[4]，开创了质谱流式医学应用的新篇章。2014年，DVS Sciences公司和质谱流式技术被美国Fluidigm公司收购，随后分别于与2015年和2017年陆续推出了Helios质谱流式系统和Hyperion组织成像系统以及700多种相关抗体和预设计标记试剂盒。目前为止，全球已经安装超过200台质谱流式细胞仪，中国拥有30台以上。并且，已经有50多个临床试验使用了质谱流式细胞术，这表明高通量、高灵敏、高稳定的质谱流式时代已经来临。图2 质谱流式细胞术三位主要奠基人：图A左一为清华大学张新荣教授；图A右一为加拿大多伦多大学Scott Tanner教授； 图B第一排右一为美国斯坦福大学Garry Nolan。（二） 质谱流式细胞术原理质谱流式细胞术主要工作原理是通过重金属同位素标记抗体或探针，然后识别细胞表面或内部信号，被标记的细胞以细胞悬液形式进入雾化器，随后样品在等离子体内发生汽化，产生离子云、离子在四级杆内根据质荷比进行筛选，然后在时间飞行器中通过已知强度的电场加速后到达检测器，而其到达检测器的飞行时间与离子质量有关。最后将原子质量谱的数据转换为细胞表面或内部的信号分子数据，并通过专业计算机分析软件对获得的数据进行降维处理分析，从而得到细胞外部表型和内部信号网络的数据结果。图3 质谱流式细胞术金属稳定同位素标记探针。包括标记单克隆抗体分子的稀土同位素；标记细胞编码的贵金属同位素；标记细胞周期的卤素[1]。北京大学韩国军教授首次建立了48种稳定同位素单克隆抗体统一标记策如图3所示，并定量分析了镧系、钇、铟、钯同位素间的CyTOF质谱干扰。系统性的建立了标准方法用于同位素标记抗体定量分析、抗体活性与选择性验证、以及抗体细胞染色浓度优化等，被多个国际质谱流式实验室作为同位素抗体标记标准手册使用。与传统流式技术相比，质谱流式细胞术主要有以下优势：① 前者使用荧光基团偶联抗体或分子，后者主要通过金属同位素进行标记，因为细胞中不含或很少含有这些金属同位素，因此背景信号较低，检测数据可靠性较高；② 传统荧光流式采用激光器和光电倍增管作为检测手段，最多可同时检测通道数不足20个，而质谱流式细胞术使用ICP-MS作为检测手段，不仅提高了检测通道数，可同时检测100个左右参数，而且避免了通道信号之间的串色干扰，无补偿或补偿非常小，使方案设计更加容易。③ 除可以在单细胞水平进行自身多参数分析以外，还可以检测分析一些金属治疗药物的分布及代谢情况，比如顺铂类化疗药物等。但质谱流式细胞术当前也存在一些问题，比如样本采集速度慢，每秒最多约1000个事件；测量不同样本之间需要程序清洁，导致每个样本平均测样时间延长；由于样本被气化，所以无法进行前向散射和侧向散射测量，也不能分选回收细胞进行后续实验等。（三）质谱流式细胞术的应用3.1 细胞表型鉴定与信号通路检测质谱流式细胞术非常适合对复杂的细胞表型进行深层次分析，可以区分在疾病发展过程中发挥不同作用的相似细胞，这对疾病的个体化治疗具有重要意义。Su等人通过对结直肠癌患者血液中的T细胞群进行质谱流式分析，展示了患者个体及不同患者之间 T 细胞亚群的表型多样性[5]。此外，Lelieveldt等用HSNE进行数据分析，在免疫细胞中发现了稀有细胞群[6]。分析细胞因子可以为研究免疫激活状态提供新的视角。Vendrame 等人利用 CyTOF评估细胞因子对自然杀伤 (NK) 细胞的影响，发现白介素 (IL)-12/IL-15/ IL-18刺激可显著增加NK细胞中γ干扰素 (IFN‐γ)的表达[7]。Doyle等对丙型肝炎病毒(HCV)感染患者的肝脏和外周血中的浆细胞样树突状细胞(pDCs)进行了研究，证明肝脏pDC具有多功能性，能够在慢性HCV感染期间产生大量的IFN-γ 和其他免疫调节因子[8]。随着检测细胞因子的报道不断增多，CyTOF将可能成为免疫细胞功能研究中不可或缺的工具。细胞受外界刺激后，细胞内信号网络会做出相应反应。使用靶向磷酸化蛋白的金属螯合抗体，CyTOF能够检测单个细胞内的信号通路。Shinko等人为临床血样提供了磷酸化信号蛋白染色的优化方案[9]。厦门大学周大旺教授团队应用 CyTOF质谱流式细胞仪发现了Hippo信号通路中转录共激活因子TAZ在调节 CD4+初始T细胞分化为Th17细胞和Treg细胞的过程中发挥着关键调控作用及其重要机理[10]。 3.2细胞周期鉴定、RNA和蛋白质的共同检测细胞周期改变是肿瘤进展、生物发育和免疫调节的重要方面。Behbehani 等人开发了一种新的CyTOF方法来描绘细胞周期阶段，分别使用IdU、磷酸化视网膜母细胞瘤抗体、细胞周期蛋白 B1抗体、细胞周期蛋白 A 抗体和磷酸化组蛋白H3抗体来标记S、G0、G1、G2、和 M 期细胞[11]。并利用这种细胞周期鉴定方法，研究展示了介导急性髓性白血病化疗敏感性的细胞周期差异[12]。为了能够在单细胞分辨率下同时检测 RNA 和蛋白质，Frei 等人开发了 RNA 邻近连接技术 (PLAYR)[13]。PLAYR包括杂交、连接、滚环扩增和检测四个阶段。针对目标RNA设计两个相邻区段的探针，与目标RNA结合后再与Backbone和Insert两个探针进行杂交，随后Backbone和Insert探针连接成一个环，做为后续滚环扩增的模板，与带有金属标签的探针杂交后就可以扩增并检测了。PLAYR的优势在于可以同时兼容蛋白检测，在实验过程中，可以先用抗体对胞内外蛋白进行标记，然后在用PLAYR流程对RNA进行原位标记和扩增。我们可以根据表面Marker对细胞进行亚群分析，深入研究每个亚群中信号通路、转录因子的激活及其相关基因的表达。并且利用PLAYR监测脂多糖刺激后PBMCs中8个细胞因子mRNA和18个蛋白表位的变化，揭示了每个细胞的功能能力与其蛋白标记物表达之间的相关性。3.3 质谱流式细胞术成像Geisen 等人使用 CyTOF 对组织样本进行成像以获得蛋白质空间组学[14]。他们提出的IMC （Imaging Mass Cytometry）技术使用分辨率为 1 μm 的激光光斑进行烧蚀、雾化、电离，并通过惰性气流传送到质谱检测器。IMC 被认为是具有里程碑意义的发展，因为它在亚细胞分辨率下将细胞间相互作用和的空间信息联系在一起，并能同时分析多达50种参数。自推出以来，IMC 正迅速被应用于各个研究领域。Damond 等人使用 IMC 对4例非糖尿病患者、4例首发1型糖尿病患者和4例长期1型糖尿病患者的胰岛进行研究，描述了人类1型糖尿病的进展，并发现在发病之前β胰岛素细胞表型已经发生改变[15]。另一类元素标记的单细胞成像技术是利用二次离子质谱SIMS（Secondary Imaging Mass Spectrometry），图4为北京大学韩国军教授利用NanoSIMS 50L质谱对Hela单细胞核中新生成的DNA与RNA的时空分析[16]。图4 基于二次离子质谱的高分辨Hela细胞核成像技术与人工智能机器学习数据分析。3.4 新冠肺炎检测及治疗 Silvin等人对COVID-19 患者外周血进行单细胞CyTOF及RNA测序，发现血浆内钙结合蛋白水平和非典型单核细胞减少可以鉴别严重的COVID-19患者[17]。Schrepping等人对全血和外周血单个核细胞进行RNA测序和单细胞蛋白质组学分析，揭示了SARS-CoV-2感染后免疫系统的反应[18]。而Rendeiro等人利用质谱流式细胞术进行空间成像，研究包括SARS-CoV-2 感染在内的人类急性肺损伤的细胞组成和空间结构。从而使我们能够从结构、免疫学和临床角度提出生物学上可解释的肺病理图谱，为理解COVID-19和一般的肺损伤病理学提供了重要的基础[19]。（四）总结质谱流式细胞术相较传统荧光流式细胞技术具有可以同时检测更多参数不需补偿、方案设计简单、灵敏度高等优点。其多参数检测的特征尤其适合对细胞表型、细胞因子、信号通路等进行深层次分析，适用于肿瘤、免疫系统疾病、传染病、血液病、药物临床试验、预后评估等方面研究。但质谱流式细胞术也存在采样较慢、清洁费时、成本较高等问题，因此还需研究人员根据自己的实验目的及需求进行选择。参考文献：1. Han GJ, Spitzer MH, Bendall SC, et al. Metal‐isotope‐tagged monoclonal antibodies for high‐dimensional mass cytometry[J]. Nat Protoc, 2018 13(10):2121-2148. DOI: 10.1038/s41596-018-0016-7.2. C. Zhang, Z. Y. Zhang, B. B. Yu, J. J. Shi, X. R. Zhang. Application fo the biological conjugate between antibody and colloid Au nanoparticle as analyte to inductively coupled plasma spectrometry. Anal.Chem. 20023. Bandura DR, Baranov VI, Ornatsky OI, et al. Mass cytometry: technique for real time single cell multitarget immunoassay based on inductively coupled plasma time - of - flight masss pectrometry[J]. Anal Chem, 2009 81(16):6813-22. DOI: 10.1021/ac901049w.4. Bendall SC, Simonds EF, Qiu P, et al. Single‐cell mass cytometry of differential immune and drug responses across a human hematopoietic continuum[J]. Science, 2011 332(6030):687-96. DOI: 10.1126/science.1198704.5. Di J, Liu M, Fan Y, et al. Phenotype molding of T cells in colorectal cancer by single‐cell analysis[J]. Int J Cancer. 2020 146(8):2281‐2295. DOI:10.1002/ijc.32856.6. van Unen V, Hollt T, Pezzotti N, et al. Visual analysis of mass cytometry data by hierarchical stochastic neighbour embedding reveals rare cell types[J]. Nat Commun. 2017 8(1):1740. DOI:10.1038/s41467-017-01689-9.7. Vendrame E, Fukuyama J, Strauss‐Albee DM, et al. Mass cytometry analytical approaches reveal cytokine‐induced changes in natural killer cells[J]. Cytometry B Clin Cytom. 2017 92(1):57‐67. DOI:10.1002/cyto.b.21500.8. Doyle EH, Rahman A, Aloman C, et al. Individual liver plasmacytoid dendritic cells are capable of producing IFNalpha and multiple additional cytokines during chronic HCV infection[J]. PLoS Pathog. 2019 15(7):e1007935. DOI:10.1371/journal.ppat.1007935.9. Shinko D, Ashhurst TM, McGuire HM, et al. Staining of phosphorylated signalling markers protocol for mass cytometry[J]. Methods Mol Biol. 2019 1989:139‐146. DOI:10.1007/978-1-4939-9454-0_10.10. Geng J, Yu S, Zhao H, et al. The transcriptional coactivator TAZ regulates reciprocal differentiation of TH17 cells and Treg cells[J]. Nat Immunol, 2017 18(7):800-812. DOI: 10.1038/ni.3748. 11. Behbehani GK, Bendall SC, Clutter MR, et al. Single‐cell mass cytometry adapted to measurements of the cell cycle[J]. Cytometry A. 2012 81(7):552‐566. DOI:10.1002/cyto.a.22075.12. Behbehani GK, Samusik N, Bjornson ZB, et al. Mass cytometric functional profiling of acute myeloid leukemia defines cell‐cycle and immunophenotypic properties that correlate with known responses to therapy[J]. Cancer Discov. 2015 5(9):988‐1003. DOI:10.1158/2159-8290.CD-15-0298.13. Frei AP, Bava FA, Zunder ER, et al. Highly multiplexed simultaneous detection of RNAs and proteins in single cells[J]. Nat Methods. 2016 13(3):269‐275. DOI:10.1038/nmeth.3742. 14. Giesen C, Wang HA, Schapiro D, et al. Highly multiplexed imaging of tumor tissues with subcellular resolution by mass cytometry[J]. Nat Methods. 2014 11(4):417‐422. DOI:10.1038/nmeth.2869.15. Damond N, Engler S, Zanotelli VRT, et al. A map of human type 1 diabetes progression by imaging mass cytometry[J]. Cell Metab. 2019 29(3):755‐768.e5. DOI:10.1016/j.cmet.2018.11.014.16. Coskun. A. F., Guojun Han, Ganesh S. et al. Nanoscopic subcellular imaging enabled by ion beam tomography, Nature Communications, 2021, 12(789)17. Silvin A, Chapuis N, Dunsmore G, et al. Elevated Calprotectin and Abnormal Myeloid Cell Subsets Discriminate Severe from Mild COVID-19[J]. Cell, 2020 182(6):1401-1418.e18. DOI: 10.1016/j.cell.2020.08.002.18. Schulte-Schrepping J, Reusch N, Paclik D, et al. Severe COVID-19 Is Marked by a Dysregulated Myeloid Cell Compartment[J]. Cell, 2020 182(6):1419-1440.e23. DOI:10.1016/j.cell.2020.08.001. 19. Rendeiro AF, Ravichandran H, Bram Y, et al. The spatial landscape of lung pathology during COVID-19 progression[J]. Nature, 2021 593(7860):564-569. DOI:10.1038/s41586-021-03475-6. 【作者简介】张浩 博士 2020级北京大学口腔医学技术专业科研型博士，导师韩国军教授。硕士就读于山东大学口腔医院（导师刘少华教授），从事血管瘤临床治疗及泡沫硬化剂的改良研究，发表SCI论文4篇。目前师从韩国军教授，主要从事口腔鳞癌单细胞质谱研究及质谱病理诊断新方法研究。韩国军 研究员北京大学跨学部生物医学工程系研究员、博士生导师，北京大学口腔医院双聘博士生导师。2013年毕业于清华大学化学系（导师张新荣教授），2013至2020年在美国斯坦福大学医学院Mass Cytometry创始人Garry Nolan课题组从事新一代质谱流式相关技术与临床医学应用研究。曾获教育部自然科学一等奖，并在Nature Communications、Nature Protocols、Cell Reports、Angew Chem、Anal Chem、Cytometry等发表论文20余篇。目前主要从事质谱新技术在临床医学中应用研究，与北京大学口腔医院、北京大学第三医院、北京大学第一医院开展单细胞质谱流式临床精准医学研究。点击查看流式细胞仪专场Webinar预告（点击报名）专家约稿招募：若您有生命科学相关研究、技术、应用、经验等愿意以约稿形式共享，欢迎邮件投稿或沟通邮箱：liuld@instrument.com.cn微信/电话：13683372576扫码关注【3i生仪社】，解锁生命科学行业资讯！

据美国物理学家组织网4月25日(北京时间)报道，美国麻省理工大学布罗德学院开发出一种高分辨率新技术，提供了多个窗口研究核糖核酸(RNA)的世界，让科学家能深入到单个细胞内部，观察RNA“机器”运转的各个步骤，并在其发生故障时检查问题出在哪里。研究论文发表在4月24日的《自然生物技术》网站上。　　RNA在指导蛋白质合成过程中至关重要，其从出生、成熟到死亡的生命周期也是造成疾病的关键。对生物来讲，RNA生命周期对细胞的影响，比出生率和死亡率对一个国家人口的影响还要大。　　细胞能调控RNA的数量水平，在一个细胞的生命周期中，RNA数量水平呈动态变化。新技术可以瞄准一个特定细胞，研究所有RNA的变化过程。通过在极短的时间间隔内给RNA拍摄快照，并将这些照片连在一起，不仅能显示出RNA的数量变化，还能看到其生命周期中短暂的中间过程。研究小组将这种追踪新生RNA生命周期的技术与一种新的测序技术结合，就能计算出mRNA(信使RNA，携带遗传信息，在蛋白质合成时充当模板)的数量。　　运用该技术分析RNA分子产生、分解和组装等不同步骤中细胞内活性RNA分子的数量，研究人员就可将RNA生命周期分成不同阶段，然后研究不同阶段如何影响RNA的最终表达结果。这种将广泛与特定结合的方法提供了一种实时观察RNA变化的系统化视角。　　论文合著者伊多艾米特说：“如果我们想观察大脑中某个特定的神经元，或者位于肺部不同细胞之间的某个特定细胞，这种技术能让我们把视野收缩到10亿个细胞中一个细胞内的一次分子过程。许多疾病的产生，正是由于某一类特殊细胞出现了短路。新技术将成为发现病因的强大工具。”　　新技术的一个关键应用是跟踪如癌症或其他影响到RNA生命周期的疾病中的基因突变。过去人们只知道发生了突变，而要看到细胞里分子过程中所发生的突变结果却非常困难。新技术能让研究人员深入透视到细胞内部，看到基因突变如何扰乱了RNA的数量水平，反过来又合成了哪种蛋白质。

日本神户理化研究所(RIKEN)发育生物学中心(CDB)的一个研究小组近日报道称，他们无法复制今年早些时候发表在《自然》杂志上的制造干细胞的简单方法。&ldquo 只有一些中期结果，没有最终结论。&rdquo RIKEN发育生物学家Shinichi Aizawa在新闻发布会上表示。　　另外，RIKEN也宣布，CDB将会被削减规模、更名，并于11月在新管理层的领导下重新启动。　　1月29日，发表在《自然》杂志上的两篇论文称，CDB的小保方晴子及同事仅为成熟的老鼠细胞洗一次&ldquo 酸浴&rdquo 就可以制作出能发育成其他细胞类型的干细胞&mdash &mdash &ldquo 万能细胞&rdquo (STAP细胞)。干细胞可能成为未来医疗的核心。刺激触发多能性获得的方法比其他干细胞制备方法简单得多。论文合作者还包括CDB、日本其他研究机构及隶属于美国哈佛大学医学院的布莱根妇女医院的研究人员。　　论文发表后不久，有人在PubPeer网站对其中的图片表示质疑，并指出存在剽窃问题。其他研究人员也纷纷表示无法复制相关结果。　　RIKEN随后成立调查委员会，并于4月1日发表最终调查报告，宣布相关论文存在&ldquo 捏造&rdquo 和&ldquo 篡改&rdquo 行为。不过报告没有谈到STAP细胞究竟是否存在。　　这篇论文在7月被《自然》杂志撤销，但是，该研究所的调查委员会当时认为STAP细胞的真伪没有弄清，仍决定以明年3月底为期限进行验证。8月5日，干细胞学家、CDB副主任、论文的联合作者Yoshiki Sasai自杀身亡。有报道称，他之所以选择自杀，是因为舆论压力和论文丑闻对其职业生涯造成了严重影响。　　对于CDB的命运，RIKEN所长Ryoji Noyori表示，重建的CDB将保留约250名研究人员，其余的职员将分散到RIKEN其他机构。RIKEN将为该中心任命新的主任，且暂时将其更名为&ldquo 多细胞系统构造研究中心&rdquo 。

style type="text/css".TRS_Editor P{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor DIV{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TD{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor TH{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor SPAN{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor FONT{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor UL{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor LI{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }.TRS_Editor A{margin-top:0px margin-bottom:12px line-height:1.8 font-family:宋体 font-size:10.5pt }/stylep　　近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心林文楚课题组，在小细胞肺癌靶向治疗研究领域取得新进展，相关研究成果以emJQ1 synergizes with the Bcl-2 inhibitor ABT-263 against MYCN-amplified small cell lung cancer/em为题，在线发表在emOncotarget/em上。/pp　　小细胞肺癌是肺癌中恶性程度最高的一种亚型，约占肺癌病人的15%至20%。与非小细胞肺癌不同，由于可靶向治疗的激酶（如EGFR和ALK等）很少在小细胞肺癌中发生变异，因此目前没有有效的靶向治疗药物应用于小细胞肺癌的临床治疗。该研究发现一种针对N-MYC扩增的小细胞肺癌的有效靶向治疗方法：通过两种小分子抑制剂（JQ1和ABT-263）的联合使用能协同抑制N-MYC扩增的小细胞肺癌的生长。/pp　　课题组发现，N-MYC扩增的小细胞肺癌细胞系对表观遗传药物-BET bromodomain抑制剂JQ1非常敏感。他们发现JQ1通过抑制N-MYC诱导BIM蛋白的表达，从而使N-MYC扩增的小细胞肺癌细胞对BCL-2抑制剂ABT-263更敏感。JQ1和ABT-263的联合处理有效地干扰BIM与BCL-2和MCL-1的结合，从而使BIM发挥作用诱导细胞凋亡。科研人员进一步在小细胞肺癌小鼠移植瘤模型中，证实JQ1和ABT-263的联合使用有效地抑制N-MYC扩增的小细胞肺癌移植瘤的生长。研究工作表明，JQ1和ABT-263的联合使用可能是有效治疗N-MYC扩增的小细胞肺癌的方法，具有潜在的临床应用价值。/pp　　研究工作是在国家自然科学基金、中科院百人计划和安徽省自然科学基金的资助下完成的，并得到了香港中文大学生物医学学院教授Vivian Wai Yan Lui的大力协助。/ppbr//pp style="text-align:center "img alt="" oldsrc="W020171110584019631604.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/uepic/3936f6b9-e941-49e3-a2a5-e3e2fdf91dd9.jpg" uploadpic="W020171110584019631604.png"//pp style="text-align: center "JQ1和ABT-263的联合使用协同地抑制N-MYC扩增的小细胞肺癌生长的分子机理模式图/p

2016年12月31日，中国科学院生物物理研究所徐平勇课题组、中国科学院计算技术研究所张法课题组以及美国科学院院士HHMI研究员Jennifer Lippincott-Schwartz合作在《细胞研究》(Cell Research)在线发表了题为Live-cell single molecule-guided Bayesian localization super-resolution microscopy 的文章，介绍了一种新型活细胞超分辨率显微技术及其独特优势。　　超分辨率荧光显微技术由于打破了传统光学衍射的限制，使得人们能够更深入地理解细胞生物学，获得了2014年诺贝尔化学奖。但是由于设备和时空分辨率的影响，活细胞超分辨率技术仍面临诸多挑战。近年来，贝叶斯定位显微技术(Bayesian analysis of the blinking and bleaching，3B)利用荧光蛋白漂白和闪烁的特性，通过分析整个图像序列的变化得到荧光蛋白的概率分布图，该方法用简单的光学设备就能实现活细胞动态结构的超分辨率成像，成为活细胞超分辨率成像的重要工具之一。作为细胞成像新的重要工具，它仍然有三个关键的问题没有解决：1)在精度方面，存在严重的结构缺失，定位精度不高 2)在速度方面，该方法极其耗时，为了得到1.5μ m的超分辨率结构，大约需要6小时，并且随着图像尺寸的增加，计算时间急剧增长 3)在分析尺度方面，由于速度的限制，该方法很难获得全细胞大尺度长时间的动态变化。针对以上问题，实验人员通过将单分子定位和贝叶斯技术相结合，开发了一种新型活细胞超分辨率显微技术(single molecule guided Bayesian localization microscopy，SIMBA)，该技术有以下优点：1)适用范围广，不需要任何额外的硬件设备，就能与主流TIRFM、PALM、STROM和light-sheet显微镜相结合，便于推广和使用 2)时空分辨率高，减少了结构伪迹的同时实现了50nm的空间分辨率和0.5-2s的时间分辨率 3)运行速度快，相比3B，加速比超过100倍，并且随着图像尺度的增大，加速效果更加明显 4)分析尺度大，实现了全细胞大尺度长时间动态变化分析。　　活细胞超分辨率显微技术是当前研究的热点，开发新型活细胞超分辨率成像探针和新方法是中科院生物物理所徐平勇课题组的重要研究方向。徐平勇、张法、Jennifer Lippincott-Schwartz为本文的通讯作者 徐帆、张名姝为共同第一作者。该工作受到国家“973”计划 、国家自然科学基金、北京市自然科学基金、中科院基金先导项目等的资助，并申请专利“一种贝叶斯显微成像方法”。SIMBA对于固定细胞actin和活细胞CLC重构结果展示

近日，刊登在国际杂志Scientific Reports上的一篇研究论文中，来自诺丁汉大学的研究人员通过研究构建了一种新型微观细胞，其可以帮助开发治疗疾病的新型疗法，这种微观细胞可以被操作，并且可以利用高强度的红外线来进行3D模式的研究。文章中研究者发现如何利用全息光镊技术(Holographic Optical Tweezers)来控制微小的细胞，从而在3D显微镜下对其进行移动来使其按照研究者的意愿进行排列；Glen Kirkham教授说道，人类机体的基础就是由无数个细胞所构成，但问题是我们如何控制小世界内细胞的生存和生长，如果我们可以更好地理解细胞的工作机制并且检查出细胞出错的地方，那么或许就可以帮助开发出新型治疗疾病的疗法。在机体中干细胞存在于骨髓中，其可以为机体提供所需的血细胞，并且可以修复损伤，但其存在于名为干细胞生境的小世界中，在那里功能细胞存活、生长以及发挥功能，但研究者并不知道这个小世界具体发生着些什么，因为目前无法在实验室中对这种小环境进行重建。这项研究中，研究人员利用了一种新技术实现对了对这种细胞结构生境的重建，这样研究者就可以学习干细胞是如何被组织、彼此沟通以及完成多种细胞功能的。短期来讲，研究小组想利用这些微观细胞来检测新型药物及疗法的作用效果，将来他们将会深入去研究者中微观细胞来解释特定的细菌如何在一定水平下对其进行破坏，并且揭示其所涉及的分子机制。最后研究者Kirkham说道，在此前我们并没有开发出一种新型工具来研究细胞，此前研究者是利用物理控制方法来研究细胞；利用全息光镊技术研究人员就可以对大量细胞进行同时移动并且研究，而移动过程中产生的激光能量并不会损伤细胞的功能。研究者希望通过对细胞微环境的深入研究可以帮助开发出治疗疾病的新型靶向疗法。hz-E10182中文名称：人内吗啡肽-2(EM-2)ELISA试剂盒英文名称：Human endomorphin-2,EM-2 ELISAkit规格：48T/96Thz-E10183中文名称：人α-内吗啡肽(α-EP)ELISA试剂盒英文名称：Human α-Endomorphin,α-EP ELISAkit规格：48T/96Thz-E10184中文名称：人抑制素(INH)ELISA试剂盒英文名称：Human Inhibin,INH ELISAkit 规格：48T/96Thz-E10185中文名称：人神经元凋亡抑制蛋白(NAIP)ELISA试剂盒英文名称：Human neuronal apoptosis inhibitory protein,NAIP ELISAkit规格：48T/96Thz-E10186中文名称：人食欲素/阿立新B(OX-B)ELISA试剂盒英文名称：Human Orexin B,OX-B ELISAkit规格：48T/96Thz-E10187中文名称：人促睡眠肽(DSIP)ELISA试剂盒英文名称：Human delta sleep-inducing peptide,DSIP ELISAkit规格：48T/96Thz-E10188中文名称：人6-羟多巴胺(6-OHDA)ELISA试剂盒英文名称：Human 6-hydroxydopamine,6-OHDA ELISAkit规格：48T/96Thz-E10189中文名称：人心纳素(ANF)ELISA试剂盒英文名称：Human atrial natriuretic factor,ANF ELISAkit规格：48T/96Thz-E10190中文名称：人神经髓鞘蛋白(p2)ELISA试剂盒英文名称：Human myelin protein 2,p2 ELISAkit规格：48T/96Thz-E10191中文名称：人精氨酸加压素(AVP)ELISA试剂盒英文名称：Human arginine vasopressin,AVP ELISAkit规格：48T/96Thz-E10192中文名称：人垂体腺苷酸环化酶激活肽(PACAP)ELISA试剂盒英文名称：Human pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP ELISAkit规格：48T/96Thz-E10193中文名称：人微管相关蛋白2(MAP-2)ELISA试剂盒英文名称：Human microtubule-associated protein 2,MAP-2 ELISAkit规格：48T/96Thz-E10194中文名称：人神经丝蛋白(NF)ELISA试剂盒英文名称：Human neurofilament protein,NF ELISAkit规格：48T/96Thz-E10195中文名称：人利钾尿肽(KP)ELISA试剂盒英文名称：Human kaliuretic peptide,KP ELISAkit规格：48T/96Thz-E10196中文名称：人神经降压素(NT)ELISA试剂盒英文名称：Human Neurotensin,NT ELISAkit规格：48T/96Thz-E10197中文名称：人神经激肽B(NKB)ELISA试剂盒英文名称：Human Neurokinins B,NKB ELISAkit规格：48T/96Thz-E10198中文名称：人强啡肽(Dyn)ELISA试剂盒英文名称：Human dynorphin,Dyn ELISAkit规格：48T/96Thz-E10199中文名称：人脑啡肽(ENK)ELISA试剂盒英文名称：Human enkephalin,ENK ELISAkit规格：48T/96Thz-E10200中文名称：人γ肽(Pγ)ELISA试剂盒英文名称：Human Peptide γ,Pγ ELISAkit规格：48T/96Thz-E10201中文名称：人C型钠尿肽(CNP)ELISA试剂盒英文名称：Human C -type natriuretic peptide,CNP ELISAkit规格：48T/96Thz-E10202中文名称：人阿立新A(Orexin A)ELISA试剂盒英文名称：Human Orexin A ELISAkit规格：48T/96Thz-E10203中文名称：人神经肽Y(NP-Y)ELISA试剂盒英文名称：Human neuropeptide Y,NP-Y ELISAkit规格：48T/96Thz-E10204中文名称：人脑肠肽(BGP/Gehrelin)ELISA试剂盒英文名称：Human brain-gut peptides,BGP/Gehrelin ELISAkit规格：48T/96Thz-E10205中文名称：人乙酰胆碱(ACH)ELISA试剂盒英文名称：Human acetylcholine,ACH ELISAkit规格：48T/96Thz-E10206中文名称：人脑钠素/脑钠尿肽(BNP)ELISA试剂盒英文名称：Human brain natriuretic peptide,BNP ELISAkit规格：48T/96T