美國麻省理工學院的研究人員開發出一種微流體裝置,一次能吸取一個細胞內的東西,而不干擾周圍的細胞,這為研究人員測定單細胞的生化性質帶來了一種新方法。它有助于研究不同干細胞之間的差異,或為什么同一腫瘤的不同細胞有著不同的治療響應。
MIT電氣工程與計算機科學系的Jongyoon Han認為,根據近期發表的研究成果,平均的細胞行為無疑不能反映真正的生物學過程。相反,那些有著異常行為的細胞不能被捕獲,卻能改變整個培養物的性質。目前雖有一些方法能實現單細胞捕獲,但它們不僅破壞背景信息,也可能擾亂正在研究的過程。
Han談道:“對我們來說,關鍵的挑戰是收集單細胞,也許是遷移特別快的細胞,也許是表現出獨特表型特征的細胞。我們希望能夠研究這些特別的細胞,而不干擾它們所處的環境。這尤為重要,因為環境往往會影響表型。”
為了實現這一目標,Han及其同事設計了一個微流體裝置,采用流體力學限制(hydrodynamic confinement)來收集單細胞的內容物。這個裝置有個類似針頭的東西,上面有個小孔,只有5 μm,其中包含了裂解細胞的化學試劑,以裂解組織培養中的單個貼壁細胞。在裂解之后,由于細胞培養皿和裝置之間的壓力,單細胞的裂解液被吸入裝置中。在微流體裝置內,細胞裂解液可與所選的化合物混合,在反應室中發生反應,并發出熒光。
為了檢驗這種裝置的實用性和準確性,研究小組在貼壁培養的人肝癌細胞中,測定了單細胞的激酶和看家蛋白(GAPDH)的活性。Han表示:“目前我們可以開展任何分析,只要它能夠被設計成熒光檢測分析。”
Han和他的同事正在將這一系統自動化,以便其他研究人員也能快速采用。“細胞異質性的確是個大問題。我們愈加需要分析這些單細胞,而這是一種新的方法。”
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