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研究细胞如何应对病原体的新方法

2019-05-09 12:31:40 医药财经132℃

  研究细胞如何应对病原体的新方法

  2007年4月5日

  由Anup Singh领导的桑迪亚国家实验室研究小组正在采用一种新方法来研究免疫细胞在最初几分钟和几小时的暴露时间对病原体的反应。

  当他们开始尝试对抗入侵的病原体时,他们的方法一次看一个细胞。

  被称为微型免疫研究实验室(MISL)大挑战赛,该项目是由内部实验室指导研究和开发(LDRD)计划资助的三年中的第二年。桑迪亚正在与加尔维斯顿的加州大学和加州大学旧金山分校(UCSF)的德克萨斯大学医学分院(UTMB)合作。

  桑迪亚是国家核安全局(NNSA)的实验室。

  辛格说,研究人员有兴趣研究病原体侵入身体时免疫反应的早期事件。了解早期步骤可以在出现症状和开发更有效的治疗方法之前,找到更好的方法来诊断和阻止疾病。

  关于免疫细胞如何应对的大多数现有研究都是通过观察大细胞群来完成的。桑迪亚研究人员表示,从大量细胞中收集的信息可能掩盖了单个细胞水平的潜在机制。

  “细胞有不同的生命周期,就像任何生物一样。

   而且并非所有细胞都同时暴露于病原体,“辛格说。 “我们希望看到同一生命周期和相同传染状态的细胞。这只能逐个细胞地完成。我们也想研究人口,但一次只研究一个细胞。“

  由于桑迪亚开发的几种工具的进步,研究成为可能,包括:

  微流体,允许研究人员进行单细胞实验

  先进的成像技术使研究人员能够以比目前商业成像技术更高的信息内容对单个细胞进行成像

  强大的计算建模,使研究人员能够理解从微流体分析和成像中获得的数据

  真正的免疫细胞在体外是短暂的。为了进行他们想要的实验类型,研究人员需要能够存活超过几个小时的细胞,能够生长并代表人类免疫细胞的相关模型。他们从加州大学旧金山分校的合作者那里获得了具有所需寿命的“永生化小鼠免疫细胞”,并被免疫学研究界接受为模型系统。

  “我们从强大且充分表征的细胞开始,这真正简化了我们新技术和方法的开发,”辛格说。 “我们很快就会与其他细胞类型合作,就像直接从人类患者身上分离的白细胞一样。我们的方法设计灵活,足以处理许多不同的细胞类型,并且还最大限度地减少了分析所需的细胞数量,因此它应该使我们能够对稀有细胞类型进行一些独特的研究。“

  相关故事美国宇航局的科学家发现阿尔茨海默氏症中神秘细胞死亡的可能解释,帕金森病中有三分之一的成年人错过了蛋白质的标记,发现研究PARP抑制剂的组合和免疫治疗导致SCLC小鼠模型中的肿瘤消退感兴趣的细胞中的蛋白质被标记为荧光分子,基本上是有色染料。染料的范围从绿色到红色,为研究人员提供了跟踪蛋白质的机会,例如,可以看到蛋白质的动态细胞生成或细胞表面内或表面上的蛋白质结合过程。

  该团队正在开发一个带有两个互补微流体模块的平台 - 一个用于在用病原体刺激期间捕获和成像活细胞。另一个结合细胞制备步骤,细胞选择和分选,然后分析所选细胞亚群中的蛋白质含量。

  “实际上,我们正在采用许多工作技术,如共聚焦显微镜,流式细胞仪和免疫分析,并使用我们独特的微流体和成像工具将它们组合成一个紧凑的小型化平台,”Singh说。

  使用多变量曲线分辨率(MCR)的高光谱荧光成像用于对标记的蛋白质成像并同时提供对多种蛋白质的定量测量。目标是在三个维度上一次分析多达10到40种蛋白质和细胞污渍。

  成像和蛋白质分析的最终结果是必须分类和理解的大量数据。然后使用计算建模从实验数据开发网络模型,并且预测建模生成下一个要测试的假设。

  辛格说,使用集成的微流体平台将桑迪亚与世界其他地区区分开来。桑迪亚研究人员一直致力于微流体领域的研究 - 自20世纪90年代以来设计,制造和配制处理纳升量级流体的设备和工艺的科学,并对如何使用微流体进行分析有很好的理解细胞活动。微流体平台快速且高度并行,并且可以比其他方法快50到100倍地执行数百次测量。

  Singh表示,最终目标是在大约两年内制造一个台式小型化系统。它将被置于生物安全3级或4级实验室,以研究对高致病性生物的免疫反应。他指出,在该项目下开发的综合平台,生物试剂和计算模型具有传染病研究之外的适用性。这些技术还可用于研究涉及疾病(例如癌症)的细胞信号传导或由制药公司用于生物标志物发现。

  有关更多信息,请访问roswell.ca.sandia.gov/anup。

  出处:http://www.sandia.gov

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