細(xì)胞具有產(chǎn)生力的能力，細(xì)胞使用物理力量來(lái)執(zhí)行重要的功能——當(dāng)這種力量被破壞時(shí)，在執(zhí)行重要功能時(shí)縮短和再延長(zhǎng)，疾病就會(huì)隨之而來(lái)。傳統(tǒng)上，測(cè)量這樣的力是困難的，但是以下這種新的方法現(xiàn)在可以同時(shí)測(cè)量成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞產(chǎn)生的力。

來(lái)自世聯(lián)博研（北京）科技有限公司的陳寶華介紹，該可高通量檢測(cè)細(xì)胞收縮力的多孔板是軟膜底嵌有熒光微圖案的微孔板，上面有100,000多個(gè)均勻分布的"X"或"+"形的具有粘性蛋白質(zhì)微圖案，細(xì)胞沉降并附著在其上，嵌入板中的X具有彈性，因此每當(dāng)細(xì)胞收縮時(shí)它們就會(huì)收縮。 "X"帶有分子標(biāo)記，可以發(fā)出熒光，從而可以成像和量化縮小的形狀。

借助光學(xué)顯微技術(shù),可以成像和定量，因此研究人員可以將"X"或"+"形的變形與單個(gè)細(xì)胞或成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞的一定量的力相關(guān)聯(lián)。該技術(shù)還為研究人員提供了查看單個(gè)細(xì)胞鈣反應(yīng)以及它們與細(xì)胞強(qiáng)度之間的關(guān)系的能力。

該技術(shù)也可以用于藥物發(fā)現(xiàn)。研究人員可以快速，輕松地測(cè)試不同的治療分子，以了解它們?nèi)绾斡绊懠?xì)胞力以及是否可以糾正任何潛在的力問(wèn)題。

可同時(shí)獲取1000多個(gè)單細(xì)胞收縮力數(shù)據(jù)的強(qiáng)大工具

在具有可控剛度的彈性薄膜中嵌入用戶(hù)設(shè)計(jì)的粘合劑和熒光微圖案，形成非常密集但均勻的陣列(> 120微米/每平方毫米)。100000個(gè)患者來(lái)源的單細(xì)胞(地從疾病起源的人體組織中獲得)獨(dú)立地定位并粘附在微圖案上(每個(gè)微圖案一個(gè)細(xì)胞)，它們對(duì)該微圖案施加牽引力并明顯改變其形狀，從而能夠在高吞吐量下對(duì)細(xì)胞收縮性進(jìn)行直觀的基于圖像的評(píng)估。

例如，384孔板內(nèi)的每個(gè)附著細(xì)胞的微圖案在延長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)以精細(xì)的時(shí)間分辨率被獨(dú)立監(jiān)控，以直接觀察收縮行為的全部范圍，從緊張性收縮到誘導(dǎo)性收縮或松弛，以及任一效應(yīng)的作用窗口。

選擇“x”形微圖案以縮小細(xì)胞-基底接觸面積，同時(shí)擴(kuò)大細(xì)胞擴(kuò)散面積，從而在不同位置產(chǎn)生放大和集中的力。由于每個(gè)微圖案都與其他微圖案相分離，粘附的細(xì)胞不會(huì)將應(yīng)變傳遞給相鄰的微圖案，從而確保對(duì)群體中每個(gè)單個(gè)細(xì)胞的收縮力進(jìn)行可靠的評(píng)估。

參考文獻(xiàn):

Pushkarsky, Ivan , et al. "Elastomeric sensor surfaces for high-throughput single-cell force cytometry (vol 2, pg 124, 2018)." Nature Biomedical Engineering 2.2(2018):124-137.