專家解析單細(xì)胞分析技術(shù)：簡單的染色成像方法

更新時間：2013-05-27

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來自東京大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)與再生醫(yī)學(xué)研究室Hiromitsu Nakauchi教授希望能了解干細(xì)胞增殖和重編程過程中的分子級聯(lián)信號，因此他分析了造血干細(xì)胞中蛋白磷酸化造成的影響。

在這項研究中，Nakauchi教授采用了一種簡單的免疫染色技術(shù)：單細(xì)胞磷酸成像分析（single-cell imaging of phosphorylation assay，SCIPhos）。先將大約50個細(xì)胞想排列在載玻片上，然后進(jìn)行染色，通過共聚焦顯微鏡進(jìn)行觀察，通過這些染色了的磷酸化修飾蛋白，Nakauchi教授可以了解哪些蛋白處于活性狀態(tài)，哪些蛋白失活了，以及這些蛋白的位置。Nakauchi教授說，“我的一些學(xué)生也利用這個方法來做Western Blotting”。

這種SCIPhos方法的優(yōu)點(diǎn)就是不僅僅能觀察磷酸化蛋白，而且能分析蛋白的位置，這有利于揭示關(guān)鍵的生物信息。缺點(diǎn)就是每個細(xì)胞需要單個成像，如果需要處理上千個細(xì)胞，那就是一個繁重的實驗了。因此這個方法比較合適分析少量的細(xì)胞，其中的小技巧就是要多注意防止水分蒸發(fā)，Nakauchi教授就是采用的在細(xì)胞液滴的周圍，用阻水筆（water-repellent pen）繞著畫一圈，這樣液滴就不會干燥得太快。

Nakauchi教授在干細(xì)胞研究領(lǐng)域成果頗豐，比如今年其研究組曾成功的利用大鼠的iPS細(xì)胞（誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞）培育出小鼠的胰腺，這是成功的將不同種動物的細(xì)胞生成內(nèi)臟器官的實驗。

這項研究通過將大鼠的iPS細(xì)胞注入到小鼠胚球中，在缺乏胰腺的小鼠中產(chǎn)生了一個具有功能的大鼠胰腺，這為再生醫(yī)療治療糖尿病開辟了一條新路。

一般的情況下，動物的受精卵經(jīng)過反復(fù)的細(xì)胞分裂生成生物體的各個內(nèi)臟器官，而研究人員卻改變了這一過程：他們令已被改變遺傳基因的雌、雄小鼠進(jìn)行交配，得到無法自主生成胰臟的小鼠受精卵。三天后，他們又將從大鼠的尾巴中提取的1015個iPS細(xì)胞注入已經(jīng)分裂成胚胎的小鼠受精卵中，終培育出一只擁有大鼠胰臟的小鼠。

研究人員進(jìn)行了大約150只小鼠實驗，但只得到了一只成年小鼠。研究結(jié)果表明這只小鼠擁有與大鼠相同的胰臟細(xì)胞，血糖值也保持正常。目前使用誘導(dǎo)多功能干細(xì)胞開展的再生醫(yī)療研究主要集中在對臟器和組織的修復(fù)上，雖然通過這種干細(xì)胞在體內(nèi)培育器官的研究尚處起步階段，但相關(guān)研究成果為再生醫(yī)療領(lǐng)域的研究帶來了新希望。

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