癌癥是人類健康面臨的重要難題，其中一個(gè)重要原因是腫瘤細(xì)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(xì)胞基因突變產(chǎn)生眾多腫瘤細(xì)胞亞群，這些細(xì)胞亞群擁有多樣化的突變譜及強(qiáng)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(jī)制，需要建立有效的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ�。目前�?dòng)物或者人類患者的宏觀模型，最接近真實(shí)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(jī)理和因果關(guān)系。因此，建立一種有效的微觀模型勢(shì)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(tuán)隊(duì)建立了一套新的分析貼壁 2D 細(xì)胞培養(yǎng)物和 3D 類器官培養(yǎng)物中的克隆群體動(dòng)態(tài)的方法。在未來有望用于腫瘤細(xì)胞亞群分化等方面的研究。

01、實(shí)驗(yàn)方法：

1. 標(biāo)記細(xì)胞：將目標(biāo)細(xì)胞系用慢病毒本體熒光標(biāo)簽（lentiviral gene ontology (LeGO)）標(biāo)記。為了確保標(biāo)簽定位在細(xì)胞核中，利用基因編輯技術(shù)將這些標(biāo)簽與組蛋白H2B或核定位信號(hào)NLS融合。實(shí)驗(yàn)中用到四個(gè)細(xì)胞系，即結(jié)直腸癌細(xì)胞系RKO和LS180、人骨肉瘤上皮細(xì)胞系U2OS和人表皮角質(zhì)形成細(xì)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(jí)點(diǎn)樣分液噴頭SiJet，將細(xì)胞懸液噴點(diǎn)在預(yù)填充0.5%瓊脂糖的24孔細(xì)胞培養(yǎng)板/類器官培養(yǎng)裝置中（瓊脂糖防止細(xì)胞液滴蒸發(fā)，同時(shí)防止細(xì)胞在貼壁過程中因布朗運(yùn)動(dòng)或微電流產(chǎn)生移動(dòng)）。待細(xì)胞完全貼壁后，更換為常規(guī)培養(yǎng)基。通過控制點(diǎn)樣分液噴頭SiJet每次噴出的液體體積，保證每個(gè)細(xì)胞群落有2-10個(gè)熒光標(biāo)記細(xì)胞，但因LeGO-NLS標(biāo)簽是隨機(jī)的，因此每個(gè)群落的細(xì)胞組合顏色不盡相同 （圖1，a）  
3. 圖像分析：不同時(shí)間點(diǎn)熒光顯微鏡采集細(xì)胞群落圖像，統(tǒng)計(jì)并分析細(xì)胞的數(shù)目、存活率等指標(biāo)。

02、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1. 與常規(guī)方法制備的細(xì)胞群落相比，SiJet點(diǎn)樣噴頭制備的細(xì)胞群落，通過后期優(yōu)化實(shí)驗(yàn)或算法消除，其細(xì)胞存活率較高沒有受到噴頭機(jī)械性的影響（圖1，b）
 
2. 不同的細(xì)胞群落有完全不同的細(xì)胞克隆生長(zhǎng)速度，標(biāo)準(zhǔn)差（代表細(xì)胞克隆大小異質(zhì)性）也與群落生長(zhǎng)速度相關(guān)。此外，細(xì)胞克隆組成動(dòng)力學(xué)也會(huì)隨著時(shí)間而變化，會(huì)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(jí)點(diǎn)樣噴頭制備皮升細(xì)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(xì)胞系的克隆動(dòng)力學(xué)差異。
 
4. 用SiJet點(diǎn)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(xì)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(diǎn)樣噴頭制備的細(xì)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(gè)單或多克隆細(xì)胞，可對(duì)各類細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的條件進(jìn)行精準(zhǔn)控制，成為未來開展腫瘤細(xì)胞亞群研究的一個(gè)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(zhǔn)納升和皮升的超微量點(diǎn)樣和分液；
* 點(diǎn)樣噴頭可第三方自動(dòng)化整合；
* 提供微量分液、芯片點(diǎn)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(xì)胞芯片。