显微成像流式细胞技术在转化医学研究中应用.PDF

Gene Express 基因快讯2011年第1期 显微成像流式细胞技术在转化医学研究中的应用 转化医学着眼于将生物医学基础研究和解决临床 采集，上述这些手段保证了系统对高速运动的细胞也能采 问题结合起来，将基础研究的成果转化为疾病预防、诊 集高质量图像。 断、治疗及预后评估的新手段，已经逐步成为了医学界 关注的热点之一。细胞水平的研究，是转化医学研究的 重要方向，而一些创新性技术手段在细胞研究领域的应 用，正加速转化医学研究在细胞水平的进展。流式细胞 检测和显微成像，是细胞研究的两大传统方法。利用流 式细胞技术，研究人员可以分析成千上万个细胞，获得 图一，ImageStreamX流式细胞成像系统及工作原理 每个细胞的相对大小、粒度和荧光信号的数值，从而得 I m a g e St r e am 系统配有功能强大的数据分析软件 到细胞群体的各种统计数据，并可以找到稀有的细胞亚 IDEAS （图二），可以对每个细胞分析超过500种量化参 群。但是传统流式细胞检测技术存在一定局限，那就是 数。这些参数不仅包括细胞整体的散射光和荧光信号强 获得的细胞信息很有限。细胞对研究人员来说，只是散 度，还包括对细胞形态，细胞结构及亚细胞信号分布的分 点图上的一个点，而不是真实的细胞图像，缺乏细胞形 析。通过在细胞群体中对这些参数进行统计，分析软件可 态学、细胞结构及亚细胞水平信号分布的相关信息。要 以生成细胞群体的散点图和柱状图，而这些统计数据与细 想获得细胞图像，研究人员就必须使用显微镜进行观 胞图像是完全整合的，点击散点图上的点，就可以直观的 察，但显微镜能够观察的细胞数量是非常有限的，很难 看到这个点代表的细胞的图像。另外，使用者还能够根据 提供细胞群体的量化与统计数据。因此，研究人员只能 自身研究的特殊需要，进行自定义参数的设定，进行更 面对这样的两难选择：没有一种技术可以既提供细胞群 深入的分析。考虑到数字图像分析的复杂性，新版本的 体的统计数据，又获得细胞图像。最近，一种新的细胞 IDEAS分析软件中增加了应用向导模块 （图二），覆盖了 检测技术：ImageStream技术的出现可能会给传统细胞分 细胞信号转导、共定位、细胞形态分析等典型应用，从而 析带来重大变革。 提高了软件的易用性。 ImageStream 技术将流式细胞术与荧光显微成像结 合于一身，它具有多个检测通道，能够对通过流动室的 细胞逐个采集图像，并利用分析软件对每个细胞图像进 行量化分析，从而提供细胞群的统计数据以及细胞形态 学、细胞结构和亚细胞信号分布的信息。ImageStr eam 技术与传统流式细胞仪很类似，其系统平台也是由液流 图二，IDEAS分析软件界面与应用向导 系统，光学系统和电子系统等三大部分组成( 图一) 。液 针对传统流式应用客户及小型实验室，Amnis公司最 流系统将细胞在鞘液流的约束下聚焦在液流的中心，逐 近又推出了紧凑型成像流式细胞检测系统Flow Sight （图 个流过检测窗口。光学系统中光源照射通过检测窗口的 三）。Flow Sight体积小巧，性能强大，具有十二个检测 细胞，从而产生光信号。光源分为两种，其一用于产生 通道可以采集每个细胞的明、暗场以及10个荧光通道的图 明场细胞图像，另一种是用于产生荧光细胞图像的激光 像，具有很高的性价比。 器。光源照射细胞产生的光信号被大数值孔径的物镜收 集，然后通过光路系统传递到由二向色镜构成的滤光片 堆栈 （Dichroic Filter Stack