第一台商业化的Fluidigm C1 系统

【字体: 时间:2015年01月28日 来源:Fluidigm

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  第一台商业化的Fluidigm® C1™ 系统是由位于Virginia的Seattle Mason的 Benaroya研究院(BRI)购买的, 该院因其在自身免疫疾病方面的研究成果而举世闻名。为了留念,Fluidigm员工包括开发这一技术的研发团队在装有仪器的包装盒上签了名。

第一台商业化的Fluidigm® C1™ 系统是由位于Virginia的Seattle Mason的 Benaroya研究院(BRI)购买的, 该院因其在自身免疫疾病方面的研究成果而举世闻名。为了留念,Fluidigm员工包括开发这一技术的研发团队在装有仪器的包装盒上签了名。你现在还能在BRI发现这个带有签名的包装盒----它代表了Fluidigm公司和BRI共同的信仰,那就是C1仪器能通过单细胞分析在转化医学领域引起一场革命。

BRI致力于根除多达80种已知的自身免疫疾病----包括I型糖尿病,多发型硬化,克罗恩病和类风湿关节炎----这些疾病是由免疫系统对自身产生的攻击造成的。作为科学创新的全球领导者,BRI通过协助预测疾病,控制疾病进程和增强可用的治疗方法的安全性和有效性在这一领域产生深远的影响。BRI把实验室,转化医学和临床研究密切整合,从实验到临床获得了巨大的突破。

第一台C1™是由BRI的系统免疫学部门采购,现在由Peter Linsley博士领导。使用药物学、免疫学、基因组学和生物信息学的交叉学科研究方法,依靠最先进的技术,他们的团队通过对免疫系统的高通量分析进行了疾病的早期检测和治疗监测,成功推进了个性化用药的研究。个性化用药的工作有助于改善病人的治疗效果和降低护理费用。

Linsley博士用C1™仪器去发现免疫治疗的应答者,研究为什么病人有时会对相同治疗产生截然不同的反应。例如,肿瘤坏死因子的阻断剂 (etanercept, infliximab, etc.), T细胞共刺激的阻断剂(abatacept) 和B细胞阻断剂 (rituximab)被批准用于治疗关节炎,它们只在一小部分病人中有效,而在其他病人中可以引起不良反应。通过在分子水平理解引起这些差异的原因,Linsley博士希望建立个性化免疫治疗。

“监控病原性T细胞的表型能使研究者们监控疾病,并为自身免疫疾病和过敏疾病以前所未有的精度优化治疗效果。” Linsley 博士说。

作为最初将C1™完全整合到BRI基因组学平台的负责人,Linsley 博士通过该技术了解到,单细胞数据非常适合观察应答和非应反应,并确定药物特性是否受T细胞受体控制。C1™的单细胞mRNA表达流程非常适合这一研究,能帮助解答关于T细胞始祖的问题。

C1™系统用开创性的微流控技术重新诠释了单细胞基因组学,这一技术使科学家和临床医生可以无缝地分离、处理和分析单个细胞。做为第一台商业化的自动单细胞分离和制备系统,C1™可以用不到一小时的手工操作时间重复性地制备96个单细胞。

“你可以免去做次级纯化的麻烦而且所有可能真正影响细胞的情况都可以避免,” Damien Chaussabel博士说, 他是BRI系统免疫学部门的前任领导。使用这一完整的流程,研究者可以捕获和确认单细胞,裂解细胞,反转录,预扩增目标和回收产物用于定量PCR或测序文库的制备。

单细胞基因表达分析对在分子水平上了解免疫应答中细胞的命运至关重要。传统的流式分选(FACS)和显微切割技术在分离单细胞时非常耗时耗力,需要很高的技巧,且没法保证拿到的用来做下游分析的单细胞是活的。

Linsley博士在免疫学方面的兴趣可以追溯到他在生物工程企业工作的30年前。 当时在西雅图开创Oncogen公司 (后来被Bristol-Myers Squibb收购), 他研究了T细胞和其他细胞的通讯网络,同时发现了CD28/CTLA-4/B7 共刺激轴线以及免疫抑制药物abatacept 和 belatacept (Orencia® and Nulojix®). 最终他从药物开发转型为帮助临床医生更有效地使用现有的免疫制剂。在BRI他研究的终极目标是让临床医生能够给每一个病人匹配上最有效的治疗。

“我们知道T细胞的病原效应是由它们的特异性----抗原受体序列或者克隆型----以及它们的功能特性或表型决定的,” Linsley 博士说。 “然而,即使是在识别相同抗原的T细胞中,会存在诸多克隆型和表型,它们并不是同样病原性。结果,在混杂的群体中,单一病原性T细胞的始祖和表型特性的关系很难区分。在C1上的单细胞分析可以让我们阐明在疾病出现和治疗时T细胞识别自身抗原的过程是如何扩展和收缩的。”
 
目前,分析从单细胞mRNA测序开始,然后用Fluidigm公司的C1™、Biomark™ HD 和Dynamic Array™ IFC做特定位点基因表达。那些位点用来预测哪些基因是过表达的。

尽管蛋白组学不是这一研究的常规组成,BRI还是计划在不久的将来用CyTOF® 2流式质谱仪来进行单细胞蛋白的分析。
 
创新的单细胞基因组学和蛋白组学技术,能帮助科学家探究更广泛的科学问题,从而不断推动免疫学研究。通过与BRI的合作, Fluidigm公司期待着将单细胞工具用在临床研究上,实现稀有组织的稀有细胞的无创分析。

正如在包装盒上写的一句话, “C you on the other side.”

了解C1单细胞分离和制备系统的更多信息

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