癌癥是人類健康面臨的重要難題，其中一個重要原因是腫瘤細胞的耐藥性。而耐藥性很大程度上是癌癥異質(zhì)性引起的，即細胞基因突變產(chǎn)生眾多腫瘤細胞亞群，這些細胞亞群擁有多樣化的突變譜及強大的持續(xù)增殖和突變能力，因此表現(xiàn)為癌癥治療過程中各種各樣的耐藥現(xiàn)象。
 
為了研究腫瘤耐藥機制，需要建立有效的實驗?zāi)Ｐ�。目前動物或者人類患者的宏觀模型，最接近真實情況，但外在影響因素較多且難以把控，很難明確真正的效率、作用機理和因果關(guān)系。因此，建立一種有效的微觀模型勢在必行。
本文來自阿姆斯特丹大學(xué)，于2023年發(fā)表在《scientific reports》雜志。該團隊建立了一套新的分析貼壁 2D 細胞培養(yǎng)物和 3D 類器官培養(yǎng)物中的克隆群體動態(tài)的方法。在未來有望用于腫瘤細胞亞群分化等方面的研究。

01、實驗方法：

1. 標記細胞：將目標細胞系用慢病毒本體熒光標簽（lentiviral gene ontology (LeGO)）標記。為了確保標簽定位在細胞核中，利用基因編輯技術(shù)將這些標簽與組蛋白H2B或核定位信號NLS融合。實驗中用到四個細胞系，即結(jié)直腸癌細胞系RKO和LS180、人骨肉瘤上皮細胞系U2OS和人表皮角質(zhì)形成細胞系HACAT。

2. 生成多克隆群落：使用德國Biofluidix公司的非接觸式壓電式皮升級點樣分液噴頭SiJet，將細胞懸液噴點在預(yù)填充0.5%瓊脂糖的24孔細胞培養(yǎng)板/類器官培養(yǎng)裝置中（瓊脂糖防止細胞液滴蒸發(fā)，同時防止細胞在貼壁過程中因布朗運動或微電流產(chǎn)生移動）。待細胞完全貼壁后，更換為常規(guī)培養(yǎng)基。通過控制點樣分液噴頭SiJet每次噴出的液體體積，保證每個細胞群落有2-10個熒光標記細胞，但因LeGO-NLS標簽是隨機的，因此每個群落的細胞組合顏色不盡相同 （圖1，a）  
3. 圖像分析：不同時間點熒光顯微鏡采集細胞群落圖像，統(tǒng)計并分析細胞的數(shù)目、存活率等指標。

02、實驗結(jié)果：

1. 與常規(guī)方法制備的細胞群落相比，SiJet點樣噴頭制備的細胞群落，通過后期優(yōu)化實驗或算法消除，其細胞存活率較高沒有受到噴頭機械性的影響（圖1，b）
 
2. 不同的細胞群落有完全不同的細胞克隆生長速度，標準差（代表細胞克隆大小異質(zhì)性）也與群落生長速度相關(guān)。此外，細胞克隆組成動力學(xué)也會隨著時間而變化，會導(dǎo)致顯性克隆出現(xiàn)以及其他克隆的減少或消失。（圖2）  
3. 不同克隆群體的 Herfindahl-Hirschman （H-H） 指數(shù)結(jié)果證明：用SiJet皮升級點樣噴頭制備皮升細胞群落，追蹤二維菌落的各種克隆特性方面的可行性，揭示了所選四種癌細胞系的克隆動力學(xué)差異。
 
4. 用SiJet點樣噴頭制備的類器官與常規(guī)方法培養(yǎng)的類器官在活力、細胞生存率等方面并沒有顯著差異，可作為現(xiàn)有類器官研究的替代方法。

03、結(jié)論

SiJet點樣噴頭制備的細胞群落和類器官，具有體系小，存活率高，通量高，初始僅有數(shù)個單或多克隆細胞，可對各類細胞實驗的條件進行精準控制，成為未來開展腫瘤細胞亞群研究的一個潛在方法。

全文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41598-023-42849-w 
 
Biofluidix成立于2005年，位于德國，技術(shù)源自德國弗萊堡大學(xué)微量系統(tǒng)工程學(xué)院。
* 專注非接觸式的精準納升和皮升的超微量點樣和分液；
* 點樣噴頭可第三方自動化整合；
* 提供微量分液、芯片點樣設(shè)備與定制化服務(wù)
* 用于微孔板微量移液、微流控快檢芯片、生物傳感器芯片、電化學(xué)芯片、光電芯片以及微陣列生物芯片，包括：核酸芯片，基因芯片，蛋白芯片，多肽芯片、多糖芯片、小分子化合物芯片、細胞芯片。