質(zhì)譜流式---質(zhì)譜技術(shù)和流式技術(shù)的完美結(jié)合

質(zhì)譜技術(shù)和流式技術(shù)的完美結(jié)合

CyTOF 質(zhì)譜流式細胞儀利用重金屬同位素作為抗體標簽芝雪,利用質(zhì)譜技術(shù)對細胞蛋白進行定量檢測褥琐。
該技術(shù)的應(yīng)用一方面使流式檢測通道數(shù)量大幅提高到了上百個,提升了從單個樣品獲得的信息量货葬;另一方面避免了通道間信號的干擾图云,大大簡化了實驗設(shè)計渤早,提升了數(shù)據(jù)的可靠性起宽。
通道的增加意味著可以對細胞亞型進行更精準的分群洲胖,也意味著可以對細胞內(nèi)信號通路進行更加全面的分析;單次實驗可捕獲百萬級別的單細胞坯沪,避免遺漏小亞群绿映。廣度和深度的綜合,
使得質(zhì)譜流式成為單細胞水平蛋白組學(xué)研究不可或缺的工具腐晾。

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靈敏度高叉弦、應(yīng)用范圍廣

Helios 質(zhì)譜流式系統(tǒng)對信號分辨率極高,可同時檢測上百種不同的標簽藻糖。質(zhì)譜流式可以同時獲得單細胞表面 Marker淹冰、胞內(nèi)信號通路、轉(zhuǎn)錄因子颖御、細胞因子榄棵、細胞周期等等各方面的信 息,在造血潘拱、免疫疹鳄、干細胞、癌癥以及藥物篩選等多個領(lǐng)域的研究中有著廣泛的應(yīng)用芦岂。

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科學(xué)方案設(shè)計

從抗體 Panel 設(shè)計到數(shù)據(jù)分析瘪弓,每一步都經(jīng)過科學(xué)、縝密的設(shè)計禽最,以保障高質(zhì)量研究成果腺怯。

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常見問題
Q

  1. 傳統(tǒng)流式和質(zhì)譜流式有哪些不同之處?
    (1)標簽系統(tǒng)的不同:前者主要使用各種熒光基團作為抗體的標簽川无,后者則使用各種金屬元素作為標簽呛占。

(2)檢測系統(tǒng)的不同:前者使用激光器和光電倍增管作為檢測手段,而后者使用 ICP 質(zhì)譜技術(shù)作為檢測手段懦趋。

Q

  1. 質(zhì)譜流式比傳統(tǒng)流式有哪些優(yōu)勢晾虑?
    (1)通道數(shù)量增加到上百個。ICP 質(zhì)譜裝置具有非常寬的原子量檢測范圍(75~209 Da)仅叫,可以同時檢測上百個不同的參數(shù)帜篇。

(2)通道間無干擾,無需計算補償诫咱。

(3)采用獨特的金屬標簽抗體笙隙。由于細胞本身不含這些作為標簽的金屬元素,沒有傳統(tǒng)流式的“自發(fā)熒光”坎缭,因此信號背景極低竟痰。

(4)多樣化的數(shù)據(jù)處理方式签钩,實現(xiàn)對樣品的深入分析。

Q

  1. 質(zhì)譜流式的樣本如何制備凯亮?
    質(zhì)譜流式技術(shù)所需樣本為單細胞懸液边臼。下面的制備流程以 PBMC 為例:

(1)PBMC 細胞分離。推薦用肝素或者檸檬酸鹽作為抗凝劑抽提全血假消,并在4小時內(nèi)使用Ficoll 或者 Percol 密度梯度離心法分離出 PBMC柠并。注意需要盡量去除紅細胞;

(2)順鉑染色富拗。順鉑可用于區(qū)分死活細胞臼予,推薦加入1 uL 終濃度為5 uM 的順鉑,37℃孵育5分鐘后加入2~5倍體積的 Cell Staining Buffer啃沪,中止反應(yīng)粘拾。其后以300 g的轉(zhuǎn)速離心5分鐘, 棄上清后使用 Cell Staining Buffer 或細胞培養(yǎng)基重懸細胞创千;

(3)細胞刺激(可選)缰雇。將細胞轉(zhuǎn)入培養(yǎng)箱培養(yǎng)15~30 min,隨后使用相應(yīng)刺激物進行分組刺激追驴。刺激后的細胞轉(zhuǎn)至離心管械哟,離心后使用 Cell Staining Buffer 稀釋至1 mL; 注:此步根據(jù)具體需要殿雪,短時間的信號通路刺激可以按上述步驟進行暇咆;如果做數(shù)小時的胞內(nèi) Cytokine,該步驟應(yīng)該放在染順鉑之前丙曙。

(4)細胞固定爸业。使用2× 的 fixation buffer(含3.2% PFA 的 PBS)進行固定;

(5)將固定后的樣品保存在-80℃亏镰。

經(jīng)典案例

靶向 YAP 依賴的 MDSC 浸潤能夠阻礙腫瘤發(fā)展

Targeting YAP-Dependent MDSC Infiltration Impairs Tumor Progression

期刊: Cancer Discovery
影響因子:19.45
發(fā)表單位:德克薩斯大學(xué)安德森癌癥中心
發(fā)表時間: 2016年1月

研究背景

對前列腺癌細胞和腫瘤浸潤免疫細胞之間信號傳導(dǎo)機制的研究可能會開啟新的治療方法扯旷。

三、研究結(jié)果

1. 通過質(zhì)譜流式細胞分析技術(shù)對17個表面 Marker 進行分析索抓,解析了腫瘤組織中免疫細胞的亞群組成及其隨時間的變化趨勢薄霜。

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圖1 組間平均 beta 值差異火山圖

2. 紅色代表的是骨髓來源的抑制性細胞(MDSC),可以看到其比例隨時間明顯增大纸兔,提示 MDSC 在腫瘤發(fā)生過程中具有重要的作用。

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研究結(jié)論

本研究通過質(zhì)譜流式對 PTEN 和 Smad4 缺失的前列腺癌模型進行研究否副,發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤免疫細胞主要由 MDSC 組成汉矿,且其比例隨著癌癥的發(fā)展不斷增高。如果將此部分細胞剔除备禀,病程會 受到抑制洲拇。

閱讀原文:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4707102/

結(jié)果展示

SPADE分析

首先將表型類似的細胞聚成小群奈揍,然后依照各小群的表型相似度進行聚類分析,最后得到一個樹形圖赋续。
每個節(jié)點都是由一群表型相似的細胞構(gòu)成的男翰,節(jié)點相對位置不同也體現(xiàn)了其表型的差異。

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viSNE 分析

盡可能保持信息不丟失的基礎(chǔ)上纽乱,將多維信息壓縮到二維蛾绎,這樣就可以用二維散點圖來展示高維數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。
可以看出鸦列,在 viSNE 圖譜中租冠,幾個主要免疫亞群各自聚群。

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Wanderlust 分析

Wanderlust 會根據(jù)每個細胞排列的位置賦予細胞一個 Wanderlust 值薯嗤,其大小就反映了分化程度顽爹。
以 B 細胞為例,0代表起點(造血干細胞)骆姐,1代表終點(Immature Naive B)镜粤,該數(shù)值越小說明細胞越原始。
有了這個工具玻褪,我們可以觀察 B 細胞分化過程中任意一個蛋白的表達變化肉渴,這些信息可以幫助我們找到分化過程中一些重要的事件。

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Flow-MAP 分析

將不同時間點的質(zhì)譜流式數(shù)據(jù)做降維分析归园,得到的圖譜反映了細胞表型隨時間的變化黄虱。

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Citrus 分析

臨床樣本具有很大的異質(zhì)性,比較有規(guī)律性庸诱、代表性的差別往往只存在于少數(shù)亞群中捻浦。Citrus 可分析識別出這些特征性亞群。

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聚類熱圖

聚類熱圖可以簡單地聚合大量數(shù)據(jù)桥爽,直觀地展現(xiàn)數(shù)據(jù)的頻率高低朱灿。

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二維散點圖

用來呈現(xiàn)數(shù)據(jù)點的分布,表現(xiàn)兩個元素的相關(guān)性钠四。

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原文:CyTOF -result

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