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6月25日，在太平洋彼岸，由Nature主辦珀金埃爾默協(xié)辦的網(wǎng)絡(luò)直播中，多倫多大學的David Andrews博士^[1] 和來自悉尼大學的Elizabeth New博士^[2] 結(jié)合珀金埃爾默解決方案，向我們展示單細胞水平分析推動下的前沿癌癥研究。大家可以在微信文末獲得完整視頻的鏈接，同時我們特意做了視頻的漢化，并提供雙語字幕，讓大家的學習更加輕松有效。

高內(nèi)涵應用的臨床轉(zhuǎn)化

David Andrews博士關(guān)注高內(nèi)涵應用的臨床轉(zhuǎn)化，致力于利用病人來源的腫瘤細胞（Patient-derived cell,PDC）模型實現(xiàn)腫瘤治療的醫(yī)療。在該研究中，Opera Phenix 高內(nèi)涵平臺在20X物鏡配置下（臨床轉(zhuǎn)化考量），主導基于1536孔板的高通量細胞表型篩選。

基于體外模型進行藥效預測的一大挑戰(zhàn)就是在支持高通量篩選的同時，如何保證樣本的病理生理相關(guān)性。針對血液瘤樣本，David Andrews利用小分子化合物模擬體內(nèi)微環(huán)境，在不過度改變細胞命運的情況下對PDC進行一定的重編程。并在此基礎(chǔ)上，David Andrews通過多種染料分析了常見的細胞活力指標，包括細胞核形態(tài)、線粒體膜電位和凋亡等。

在單細胞解析中，David Andrews向我們強調(diào)了樣本的復雜性，需要利用機器自學習的優(yōu)勢來深度挖掘藥物處理后的表型變化。利用對照藥物，研究通過多指標分析定義多種表型，并以此為基礎(chǔ)進行臨床抗腫瘤藥物的藥效預測。通過分析藥物處理后的PDC細胞表型，不僅能預測針對特定病人的藥物治療有效性，還能挖掘藥物對應的細胞表型，做到了細胞表型-藥物相互作用的深度分析。

后的答疑環(huán)節(jié)也非常精彩，涉及到流式細胞技術(shù)、免疫治療、外泌體、臨床轉(zhuǎn)化和機器自學習等多個熱門方向。在答疑的過程中，David Andrews也強調(diào)了Opera Phenix 高內(nèi)涵平臺的Pre-scan和水鏡等優(yōu)勢，是能靈活用于從科研研究到臨床應用開發(fā)的檢測平臺。

單細胞ICP-MS應用優(yōu)勢

Elizabeth New博士則從金屬藥物和納米材料分析角度出發(fā)，展示了單細胞水平分析在腫瘤藥物研究中的應用前景?，F(xiàn)階段，鉑類等金屬藥物已經(jīng)成為化療治療中的一線用藥，并且是多種聯(lián)合用藥的基礎(chǔ)。要了解金屬藥物和細胞之間的相互作用，我們離不開分析細胞對金屬的攝取和積累，探究藥物和蛋白&DNA之間的相互作用，以及藥物處理對整個細胞穩(wěn)態(tài)的影響。傳統(tǒng)的分析技術(shù)主要基于大量細胞的裂解液得出均一化的結(jié)果，因此受到金屬藥物代謝多樣性和腫瘤細胞異質(zhì)性的挑戰(zhàn)。

針對金屬藥物代謝多樣性的難題，Elizabeth New利用熒光探針特異識別具有活性的鉑類藥物代謝中間體，并結(jié)合成像技術(shù)分析腫瘤細胞對藥物的攝取情況。類似地，基于流式技術(shù)的分析方法也可以從單細胞水平分析細胞的的氧化還原狀態(tài)。

*，醫(yī)學需要解決的一大難題就是腫瘤異質(zhì)性分析。結(jié)合了電感耦合等離子體（ICP）的高溫電離特性的質(zhì)譜技術(shù)（ICP-MS）雖然極為靈敏，但無法從單細胞水平解析腫瘤細胞的異質(zhì)性。因此，單細胞ICP-MS分析技術(shù)因運而生。在擁有質(zhì)譜靈敏度的同時，珀金埃爾默的單細胞ICP-MS解決方案僅需少量的細胞，就可完成多種細胞的胞內(nèi)金屬離子的特異檢測。這次報告中，Elizabeth New從金屬含量和納米顆粒分析兩個方向展示了單細胞ICP-MS的應用優(yōu)勢。

基于單細胞ICP-MS分析的結(jié)果，我們可以看到隨著時間的推移，腫瘤細胞逐漸積累金屬藥物。同時對比順鉑敏感的腫瘤細胞株，耐受細胞株明顯攝取更少的金屬藥物。進一步的實驗證明，血清饑餓導致的細胞周期變化不會影響細胞對藥物的攝取。針對納米金的研究，ICP-MS可直接用于分析懸液樣本中的顆粒大小和均一性等理化性質(zhì)，而單細胞ICP-MS則能從單細胞水平發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞對納米金顆粒攝取的異質(zhì)性。

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參考文獻

1.https://sunnybrook.ca/research/team/member.asp?m=514&page=172

2.https://sydney.edu.au/science/people/elizabeth.new.php

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