新一代成像流式技術在免疫細胞吞噬、CAR-T免疫療法等最新熱門話題中的應用
新一代成像流式技術的最新熱門應用
近年來，生命科學研究工具不斷推陳出新，新一代的測序、成像、自動化檢測等尖端技術革新了整個生命科學行業的認知維度，不僅使得經久不衰的科研話題獲得新的突破，如細胞間相互作用、自噬和細胞信號通路等，同時也為一些過去無法解決的難題提供了新思路，例如癌癥新療法CAR-T。本文精選了Nature、Science等高分文獻，探討新一代的成像流式技術在如下熱門話題中的應用。
免疫細胞吞噬
細胞間相互作用一直是免疫學中的熱點。免疫細胞可以吞噬靶細胞從而實現自我修復的功能，也可以通過受體配體結合實現不同細胞間的物質交換。由于傳統方法無法對單個細胞成像，因此細胞間相互作用的方式一直缺乏直觀有效地證據。在2009年4月16日，David Sancho等人在Nature上發表了一篇題為“Identification of a dendritic cell receptor that couples sensing of necrosis to immunity”的文章，成功的證實了樹突狀細胞通過SKY耦合C型凝集素受體CLEC9A識別并吞噬壞死細胞，并且采用量化成像流式技術識別并量化統計的細胞吞噬的情況。
圖一：通過左側成像流式結果圖可以清楚的判別細胞黏連體（’False’ postive）和發生吞噬的細胞（’True’ positive），從而排除了假陽性結果的干擾。
信號轉導
除了免疫細胞的吞噬之外，細胞間的相互作用還包括不同細胞通過配體受體的結合進行細胞間的信號轉導。最常見的是獲得性免疫反應中，T淋巴細胞與抗原遞呈細胞之間免疫突觸的形成。在正常細胞中，與免疫突觸形成相關的蛋白淋巴細胞功能相關抗原-1（LFA-1），細胞表面抗原CD3，以及F-actin均勻分布在細胞表面；而當免疫突出形成時，這些蛋白在兩個細胞接觸的位置發生凝集。正是根據這一機制，2009年，Babak H. Hosseini等人成功的使用成像流式技術檢測到HEL多肽處理細胞可以促進免疫突觸的形成，并將科研成果發表在PNAS上。由此也證明成像流式在檢測免疫突觸形成中獨有的優勢。
圖2：
圖2A顯示，未使用HEL多肽處理的樣本中LFA-1，CD3和F-actin并沒有發生凝集，因此沒有免疫突觸形成。細胞經過HEL多肽處理后，LFA-1，CD3和F-actin并發生凝集，證明有免疫突觸形成。
圖2B的量化統計結果顯示，HEL多肽促進免疫突觸形成的結果具有統計學意義。
自噬
自噬是細胞在演變進化的過程中保留下來的一個分解代謝過程，其主要是將胞漿內的物質運輸到溶酶體內進而被分解代謝，藉此實現細胞本身的代謝需要和某些細胞器的更新。研究自噬的傳統方法主要是通過熒光顯微鏡或者共聚焦觀察自噬小體/自噬溶酶體的形成。由于顯微鏡的視野限制，無法進行高通量樣本或者混合細胞樣本，比如臨床血液樣本進行分析。2012年，Kanchan
Phadwal等人在《Autography》發表題為“A novel method for autophagy detection in
primary
cells”使用量化成像流式技術對人血中白細胞旳自噬進行了量化分析，并且通過對原代細胞和細胞系自噬的相關基因的研究，證實了T體細胞的自噬活性明顯高于B細胞，而隨著DNA損傷水平的升高CD8+
T細胞的自噬明顯下降。從而為隨著年齡的增長，免疫系統功能下降提供了合理的解釋。
圖3：由圖可以看出，發生自噬的細胞LC3在細胞內發生的聚集，因此在細胞內，熒光信號為散點。加了抑制劑（Basal+I）后，自噬被抑制，因此LC3在細胞內是彌散分布的。