我國科研團隊在同步輻射單細胞紅外顯微成像研究中獲進展
單細胞技術(shù)因有望揭示“細胞功能異質(zhì)性機制”這一生命科學(xué)的本質(zhì)問題,從而解析各種慢性疾。ㄈ绨┌Y、糖尿病和神經(jīng)退行性疾。┖退ダ系姆肿踊A(chǔ),是當(dāng)前生物醫(yī)學(xué)的研究熱點和重點方向。單細胞技術(shù)在測序方面取得了進展;由于該技術(shù)具有無須標(biāo)記、非侵入性、可同時展示胞內(nèi)代謝物(組)特征等優(yōu)點,逐漸得到學(xué)界關(guān)注。近期,中國科學(xué)院上海高等研究院研究員呂軍鴻課題組先后與上海生物信息技術(shù)中心、納米技術(shù)及應(yīng)用國家工程研究中心、首都醫(yī)科大學(xué)天壇醫(yī)院、濱州醫(yī)學(xué)院、上海交通大學(xué)瑞金醫(yī)院等的科研人員合作,在單細胞紅外成像技術(shù)的數(shù)據(jù)處理方法、單細胞表型組、干細胞異質(zhì)性等研究中取得系列進展,相關(guān)研究成果陸續(xù)發(fā)布在Chemical Communications和Analytical Chemistry上。 針對不同批次處理和測量時,引入的與生物狀態(tài)不相關(guān)的系統(tǒng)性技術(shù)偏差這一單細胞技術(shù)的共性問題,研究人員從紅外光譜數(shù)據(jù)離散向量化、質(zhì)控與預(yù)處理、特征選取等環(huán)節(jié)入手,發(fā)展了一種對單細胞紅外光譜相似性進行評判的方法,并在不同類型、不同狀態(tài)的細胞光譜分析中得到了驗證,為分析單細胞紅外光譜數(shù)據(jù)提供了實驗基準(zhǔn)和理論依據(jù)。相關(guān)研究成果以How many cells are enough for single-cell infrared spectroscopy為題,發(fā)表在Chemical Communications上(圖1)。 圖1.批次效應(yīng)對單細胞紅外光譜數(shù)據(jù)的影響與評價方法的建立 人類表型組是基因組之后生命科學(xué)研究的又一重點,是聯(lián)系生物體基因型和表型的橋梁。當(dāng)前,單細胞表型分析(single cell phenotyping)得到的參數(shù)較少,不易精確反映生物樣品的全貌。研究人員利用紅外光譜,可同時靈敏地獲得細胞多種構(gòu)成成分結(jié)構(gòu)信息及其微小變化的特點,通過統(tǒng)計分析大量單細胞光譜數(shù)據(jù),在國際首次提出單細胞紅外表型組(Single Cell Infrared Phenomics)的概念和表型分析策略;利用該技術(shù)方法,實現(xiàn)了對低濃度中藥成分作用下腫瘤細胞的反應(yīng)評價,從而使作用靶點不明情況下的藥物篩選成為可能,也將為人類表型組研究提供全新手段。相關(guān)研究成果以Single-cell infrared phenomics: phenotypic screening with infrared microspectroscopy為題,發(fā)表在Chemical Communications上(圖2)。 |