臺式掃描儀實現高通量單細胞外囊泡分泌分析

　　近日，中科院大連化物所單細胞分析研究組（1820組）陸瑤研究員團隊在高通量單細胞外囊泡分泌分析技術研究中取得新進展，利用臺式掃描儀實現了高通量單細胞外囊泡分泌分析。

　　細胞是生命存在的基礎，細胞研究是探索生命健康與疾病的基本條件和起點。長期以來，人們假定細胞群是同類的，但是越來越多的研究表明，即便是較小的細胞群中也存在較大的差異。單細胞分析能夠從各個方面深入理解生命過程，有望解決目前困擾生物醫學領域發展的關鍵科學問題——細胞功能異質性。

　　近年來，單細胞分析技術迅速發展并大大推動了生物醫學的研究。然而目前絕大部分的單細胞分析技術依賴體積龐大、價格昂貴的儀器進行單細胞計數以及生物分子信號檢測。以單細胞外囊泡（EV）分泌分析為例，其一般需要例如熒光顯微鏡和激光微陣列掃描儀等儀器完成實驗流程，這些儀器價格昂貴、體積較大，難以廣泛推廣應用。因此，亟需一種簡便、易于操作、低成本的分析平臺實現單細胞外囊泡分泌物的檢測，以便更好地認識細胞間通訊、信息交換的重要介質細胞外囊泡的分泌異質性。

　　針對上述問題，該研究團隊在前期工作（PNAS，2019）基礎上，通過將免疫金銀染色技術和泊松分布統計相結合，在臺式掃描儀上實現了無需細胞計數的高通量單細胞外囊泡分泌分析。該平臺由高通量微孔陣列芯片和抗體涂層玻片組成，微孔陣列芯片用于捕獲單細胞，抗體涂層玻片用于捕獲單細胞分泌的外囊泡。免疫金銀染色是一種被廣泛采用的染色方法，具有成本低、可靠性強等優點。金納米顆粒可以催化溶液中的銀離子還原，使得金屬銀在膠體金表面產生灰色沉積，便于利用臺式掃描儀可視化檢測結果。泊松分布是一種離散概率分布，適合于描述單位時間內隨機事件的發生次數，在微孔陣列芯片中捕獲細胞服從泊松分布的規律。該團隊通過優化細胞密度、體積，使得微孔中捕獲的細胞數目絕大多數為單細胞；利用該便攜式檢測平臺，分析了人口腔鱗癌細胞系和口腔鱗癌患者原代細胞分泌的不同表型的外囊泡，獲得了與免疫熒光分析類似的結果。此外，團隊還利用滴定曲線定量分析每個單細胞分泌外囊泡的數量，從而可以直接比較不同表型的外囊泡在分泌數量、分泌率等方面的差異。

　　相關研究成果以“High-Throughput Single-Cell Extracellular Vesicle Secretion Analysis on a Desktop Scanner without Cell Counting”為題，發表在美國化學會《分析化學》（Analytical Chemistry）上。該工作的第一作者是1820組博士研究生朱鳳佼。上述工作得到國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會、我所創新基金等項目的支持。