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最近幾年來，性命迷信研討對象賡續新陳代謝，新一代的測序、成像、主動化檢測等尖端技術改革了全部性命迷信行業的認知維度，不只使得經久不衰的科研話題取得新的沖破，如細胞間互相感化、自噬和細胞旌旗燈號通路等，同時也爲一些曩昔沒法處理的困難供給了新思緒，例如癌症新療法CAR-T。本文精選了Nature、Science等高分文獻，商量新一代的成像流式技術在以下熱點話題中的運用。
免疫細胞吞噬
細胞間互相感化壹向是免疫學中的熱門。免疫細胞可以吞噬靶細胞從而完成自我修複的功效，也能夠經由過程受體配體聯合完成分歧細胞間的物資交流。因為傳統辦法沒法對單個細胞成像，是以細胞間互相感化的方法壹向缺少直不雅有用地證據。在2009年4月16日，David Sancho等人在Nature上揭櫫了一篇題爲“Identification of a dendritic cell receptor that couples sensing of necrosis to immunity”的文章，勝利的證明了樹突狀細胞經由過程SKY耦合C型凝聚素受體CLEC9A辨認吞並噬壞逝世細胞，而且采取量化成像流式技術辨認並量化統計的細胞吞噬的情形。
圖1：經由過程左邊成像流式成果圖可以清晰的辨別細胞黏連體（’False’ postive）和產生吞噬的細胞（’True’ positive），從而消除了假陽性成果的攪擾。
旌旗燈號轉導
除免疫細胞的吞噬以外，細胞間的互相感化還包含分歧細胞經由過程配體受體的聯合停止細胞間的旌旗燈號轉導。最多見的是取得性免疫反響中，T淋巴細胞與抗原遞呈細胞之間免疫突觸的構成。在正常細胞中，與免疫突觸構成相幹的卵白淋巴細胞功效相幹抗原-1（LFA-1），細胞外面抗原CD3，和F-actin平均散布在細胞外面；而當免疫凸起構成時，這些卵白在兩個細胞接觸的地位產生凝聚。恰是依據這一機制，2009年，Babak H. Hosseini等人勝利的應用成像流式技術檢測到HEL多肽處置細胞可以增進免疫突觸的構成，並將科研結果揭櫫在PNAS上。由此也證實成像流式在檢測免疫突觸構成中獨有的優勢。
圖2：圖2A顯示，未應用HEL多肽處置的樣本中LFA-1，CD3和F-actin並沒有產生凝聚，是以沒有免疫突觸構成。細胞經由HEL多肽處置後，LFA-1，CD3和F-actin並產生凝聚，證實有免疫突觸構成。圖2B的量化統計成果顯示，HEL多肽增進免疫突觸構成的成果具有統計學意義。
自噬
自噬是細胞在演化退化的過程當中保存上去的一個分化代謝進程，其重要是將胞漿內的物資運輸到溶酶體內進而被分化代謝，藉此完成細胞自己的代謝須要和某些細胞器的更新。研討自噬的傳統辦法重要是經由過程熒鮮明微鏡或許共聚焦視察自噬小體/自噬溶酶體的構成。因為顯微鏡的視野限制，沒法停止高通量樣本或許混雜細胞樣本，好比臨床血液樣本停止剖析。2012年，Kanchan Phadwal等人在《Autography》揭櫫題爲“A novel method for autophagy detection in primary cells”應用量化成像流式技術對人血中白細胞旳自噬停止了量化剖析，而且經由過程對原代細胞和細胞系自噬的相幹基因的研討，證明了T體細胞的自噬活性顯著高于B細胞，而隨著DNA毀傷程度的降低CD8+ T細胞的自噬顯著降低。從而爲隨著年紀的增加，免疫體系功效降低供給了公道的說明。
圖3：由圖可以看出，產生自噬的細胞LC3在細胞內產生的集合，是以在細胞內，熒光旌旗燈號爲散點。加了克制劑（Basal+I）後，自噬被克制，是以LC3在細胞內是彌散散布的。
CAR-T免疫療法
新型抗腫瘤藥壹向都是各大藥企的研發重點。今朝臨床應用的抗癌藥物大多半爲化學藥，這類藥物因為靶向性差招致患者經常會湧現嚴重的不良反響和耐藥性。雖然藥企投入了大批的人力物力，然則不能不認可傳統化學類抗腫瘤藥物的研發碰到了瓶頸。愈來愈多的科研人員把眼光投向了免疫醫治，是以嵌合抗原受體T細胞免疫療法（CAR-T）成爲科研界的“驕子”。不幸的是腫瘤表達的大多半抗原不具有腫瘤特異性，是以大多半的CAR都以腫瘤相幹性抗原作爲靶點，但這常常會招致“脫靶”的能夠性。同時關於相幹的抗原選擇也須要選擇細胞外面抗原，以免CAR-T脫靶的能夠。是以尋覓腫瘤特異性的細胞外面抗原成爲CAR-T研討的癥結。Bryan W. Day等人發明受體酪氨酸激酶在多形性膠質母細胞瘤（GBM）病人中EphA3過表達而且經由過程調理有絲決裂原激活卵白激酶旌旗燈號通路削減腫瘤細胞的分化。榮幸的是，作者經由過程量化成像流式技術檢測到EphA3爲細胞膜卵白，這一發明爲後續的CAR-T研討供給了潛伏的醫治靶點。
圖4：由成像流式圖象可以看到標誌熒光的EphA3的散布區域，重要在細胞膜上，且在Integrin α6和CD133陽性的細胞中高表達。 對這些細胞停止統計學剖析，證明EphA3高表達是有統計學意義的。
雖然傳統化學類抗腫瘤藥物的研發碰到了瓶頸，然則因為化學潤飾絕對簡略便利，而且經化學潤飾過的抗原抗體特異性和親和力都邑有所進步；是以，在CAR-T的研討中化學潤飾照舊有著很大的運用潛力。耶魯大學的Patrick J. McEnaney等人設計分解了一類被稱爲“synthetic antibody mimics targeting prostate cancer (SyAM-P)”的化合物，這類中等份子量（~ 7000 Da）的化合物同時具有抗體的聯合與效應才能，是以可以有用的將免疫細胞和前列腺癌細胞特異性地聯合在壹路，從而加強免疫細胞對癌細胞的特異性辨認和吞噬。這一發明于2014年12月16日揭櫫在化學類的威望雜志JACS上，爲CAR-T的研討供給了新思緒。
圖5：經由過程成像流式可辨別產生吞噬的細胞，吞噬構成圖（右下）顯示SyAM-P可以贊助免疫細胞辨認癌細胞；吞噬完成圖（右上）證實免疫細胞可以吞噬癌細胞。左圖量化剖析顯示此成果是有統計學意義。
綜上所述，我們不難發明，單一的圖象或許單一的群體統計學數據曾經沒法知足科研的須要。特別是在精准醫療飛速發展的時期，迷信家們要取得質量更高、更加可托的數據，爲臨床的診斷和醫治供給無力的支撐。是以不只須要科研任務者們將個別數據與群體數據的無機聯合，還要經由過程“目擊爲實”的圖象證明所取得的統計學成果是成心義的。量化成像流式技術將流式細胞檢測與熒鮮明微成像聯合于一體，既能供給細胞群的統計數據，又可以取得單個細胞的圖象，從而供給了細胞形狀學、細胞構造和亞細胞旌旗燈號散布的完全信息，這預示著該技術在將來科研範疇中無窮的運用潛力！
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