使用活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)對(duì)細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)研究難題大解析
細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)常用檢測(cè)方法包括細(xì)胞形態(tài)學(xué)鑒定和其表面標(biāo)志物鑒定，需先對(duì)細(xì)胞進(jìn)行染色或其他處理，之后用顯微鏡或其他設(shè)備進(jìn)行觀察檢測(cè)。該方法需要頻繁拿出細(xì)胞，很難使細(xì)胞樣本維持穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境，那么有什么新方法可以彌補(bǔ)這種不足呢？
本文將介紹一種新方法——使用活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)，置于培養(yǎng)箱內(nèi)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像，監(jiān)測(cè)細(xì)胞變化情況。
我們分析了新方法對(duì)比常用方法的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)列舉了一篇活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)應(yīng)用在細(xì)胞分化方向的高分文章，該文章發(fā)表于《iScience》期刊，獲得了科研人員的認(rèn)可，在細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)中被廣泛使用，新方法的可靠性得到了證實(shí)。
細(xì)胞分化（cell differentiation）是同一來(lái)源的細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能特征上逐漸產(chǎn)生差異的過(guò)程，最終結(jié)果是細(xì)胞群體在空間上存在差異，在時(shí)間上細(xì)胞與其前體細(xì)胞的狀態(tài)有所不同。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是通過(guò)不同基因表達(dá)的開(kāi)始或結(jié)束最終產(chǎn)生標(biāo)志性蛋白質(zhì)，細(xì)胞分化過(guò)程一般不可逆。但特殊情況下分化的細(xì)胞并不穩(wěn)定，基因表達(dá)模式可能會(huì)發(fā)生可逆性變化，又回到分化狀態(tài)前，該過(guò)程稱(chēng)為去分化（dedifferentiation）。
在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)分化細(xì)胞的標(biāo)志性蛋白，或在顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化特征來(lái)判斷細(xì)胞分化情況。該方法只能得到單個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)的結(jié)果，提供有限的細(xì)胞形態(tài)或標(biāo)志性蛋白變化情況，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)無(wú)法獲知。且需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行特定處理，如固定、染色等步驟，操作繁瑣，加大實(shí)驗(yàn)難度。
那么，有什么新工具可以彌補(bǔ)這些不足，助力細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/span>
奎克泰生物的JuLI™系列實(shí)時(shí)活細(xì)胞成像分析儀能夠放置于培養(yǎng)箱內(nèi)，對(duì)細(xì)胞實(shí)時(shí)觀察、拍攝記錄生長(zhǎng)周期的全過(guò)程，在保持細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境穩(wěn)定的情況下，同時(shí)對(duì)細(xì)胞計(jì)數(shù)、拍照，形成視頻、融合度、生長(zhǎng)曲線(xiàn)，提供細(xì)胞分化過(guò)程視頻和量化結(jié)果。此外，JuLI™ Stage活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)具有全自動(dòng)X-Y-Z軸、三色熒光、自動(dòng)/手動(dòng)對(duì)焦、Z-Stack、圖像拼接等功能，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分化過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和無(wú)損成像，通過(guò)明場(chǎng)/熒光細(xì)胞圖像，基于圖像分析軟件，鑒定細(xì)胞形態(tài)特征。
研究人員可以預(yù)先設(shè)定好拍攝總時(shí)長(zhǎng)和間隔時(shí)間，通過(guò)延時(shí)攝影監(jiān)測(cè)并評(píng)估細(xì)胞分化情況，提供細(xì)胞分化量化結(jié)果。
我們挑選了一篇使用JuLI™ Stage活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)應(yīng)用在細(xì)胞分化方向的代表性文章，來(lái)自沙特首所國(guó)際性大學(xué)阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)
生物和環(huán)境科學(xué)與工程系的研究團(tuán)隊(duì)在《iScience》期刊發(fā)表題為“Fine-tuned KDM1A alternative splicing regulates human cardiomyogenesis through an enzymatic-independent mechanism”的文章，研究人員發(fā)現(xiàn)ubKDM1A和KDM1A+2a在人類(lèi)和小鼠胎兒心臟發(fā)育過(guò)程中的短暫調(diào)節(jié)。使用JuLI™ Stage記錄人胚胎干細(xì)胞hESC分化為心肌細(xì)胞的過(guò)程，共拍攝72小時(shí)，用設(shè)備自帶的STAT分析軟件計(jì)算細(xì)胞融合度。增殖率是通過(guò)細(xì)胞隨時(shí)間（小時(shí)）所占面積的變化（%）來(lái)測(cè)量的。
圖3. hESC分化為心肌細(xì)胞量化結(jié)果圖
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參考文獻(xiàn)：
[1] Astro V, Ramirez-Calderon G, Pennucci R, Caroli J, Saera-Vila A, Cardona-Londoño K, Forastieri C, Fiacco E, Maksoud F, Alowaysi M, Sogne E, Falqui A, Gonzàlez F, Montserrat N, Battaglioli E, Mattevi A, Adamo A. Fine-tuned KDM1A alternative splicing regulates human cardiomyogenesis through an enzymatic-independent mechanism. iScience. 2022 Jun 23;25(7):104665. （IF5.8）
本文將介紹一種新方法——使用活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)，置于培養(yǎng)箱內(nèi)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)成像，監(jiān)測(cè)細(xì)胞變化情況。
我們分析了新方法對(duì)比常用方法的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)列舉了一篇活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)應(yīng)用在細(xì)胞分化方向的高分文章，該文章發(fā)表于《iScience》期刊，獲得了科研人員的認(rèn)可，在細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)中被廣泛使用，新方法的可靠性得到了證實(shí)。
細(xì)胞分化（cell differentiation）是同一來(lái)源的細(xì)胞在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能特征上逐漸產(chǎn)生差異的過(guò)程，最終結(jié)果是細(xì)胞群體在空間上存在差異，在時(shí)間上細(xì)胞與其前體細(xì)胞的狀態(tài)有所不同。細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是通過(guò)不同基因表達(dá)的開(kāi)始或結(jié)束最終產(chǎn)生標(biāo)志性蛋白質(zhì)，細(xì)胞分化過(guò)程一般不可逆。但特殊情況下分化的細(xì)胞并不穩(wěn)定，基因表達(dá)模式可能會(huì)發(fā)生可逆性變化，又回到分化狀態(tài)前，該過(guò)程稱(chēng)為去分化（dedifferentiation）。
圖1. 細(xì)胞分化示例圖
在細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)分化細(xì)胞的標(biāo)志性蛋白，或在顯微鏡下觀察細(xì)胞形態(tài)學(xué)變化特征來(lái)判斷細(xì)胞分化情況。該方法只能得到單個(gè)時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)的結(jié)果，提供有限的細(xì)胞形態(tài)或標(biāo)志性蛋白變化情況，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)無(wú)法獲知。且需要對(duì)細(xì)胞進(jìn)行特定處理，如固定、染色等步驟，操作繁瑣，加大實(shí)驗(yàn)難度。
那么，有什么新工具可以彌補(bǔ)這些不足，助力細(xì)胞分化實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/span>
奎克泰生物的JuLI™系列實(shí)時(shí)活細(xì)胞成像分析儀能夠放置于培養(yǎng)箱內(nèi)，對(duì)細(xì)胞實(shí)時(shí)觀察、拍攝記錄生長(zhǎng)周期的全過(guò)程，在保持細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境穩(wěn)定的情況下，同時(shí)對(duì)細(xì)胞計(jì)數(shù)、拍照，形成視頻、融合度、生長(zhǎng)曲線(xiàn)，提供細(xì)胞分化過(guò)程視頻和量化結(jié)果。此外，JuLI™ Stage活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)具有全自動(dòng)X-Y-Z軸、三色熒光、自動(dòng)/手動(dòng)對(duì)焦、Z-Stack、圖像拼接等功能，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞分化過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和無(wú)損成像，通過(guò)明場(chǎng)/熒光細(xì)胞圖像，基于圖像分析軟件，鑒定細(xì)胞形態(tài)特征。
圖2. 設(shè)備在培養(yǎng)箱內(nèi)工作
研究人員可以預(yù)先設(shè)定好拍攝總時(shí)長(zhǎng)和間隔時(shí)間，通過(guò)延時(shí)攝影監(jiān)測(cè)并評(píng)估細(xì)胞分化情況，提供細(xì)胞分化量化結(jié)果。
我們挑選了一篇使用JuLI™ Stage活細(xì)胞成像分析系統(tǒng)應(yīng)用在細(xì)胞分化方向的代表性文章，來(lái)自沙特首所國(guó)際性大學(xué)阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)
生物和環(huán)境科學(xué)與工程系的研究團(tuán)隊(duì)在《iScience》期刊發(fā)表題為“Fine-tuned KDM1A alternative splicing regulates human cardiomyogenesis through an enzymatic-independent mechanism”的文章，研究人員發(fā)現(xiàn)ubKDM1A和KDM1A+2a在人類(lèi)和小鼠胎兒心臟發(fā)育過(guò)程中的短暫調(diào)節(jié)。使用JuLI™ Stage記錄人胚胎干細(xì)胞hESC分化為心肌細(xì)胞的過(guò)程，共拍攝72小時(shí)，用設(shè)備自帶的STAT分析軟件計(jì)算細(xì)胞融合度。增殖率是通過(guò)細(xì)胞隨時(shí)間（小時(shí)）所占面積的變化（%）來(lái)測(cè)量的。
圖3. hESC分化為心肌細(xì)胞量化結(jié)果圖
更多使用案例期待您的發(fā)現(xiàn)！
參考文獻(xiàn)：
[1] Astro V, Ramirez-Calderon G, Pennucci R, Caroli J, Saera-Vila A, Cardona-Londoño K, Forastieri C, Fiacco E, Maksoud F, Alowaysi M, Sogne E, Falqui A, Gonzàlez F, Montserrat N, Battaglioli E, Mattevi A, Adamo A. Fine-tuned KDM1A alternative splicing regulates human cardiomyogenesis through an enzymatic-independent mechanism. iScience. 2022 Jun 23;25(7):104665. （IF5.8）
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