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對(duì)于利用免疫系統(tǒng)力量進(jìn)行的療法開發(fā)來說，可靠地表征單T細(xì)胞功能至關(guān)重要。在癌癥免疫療法、疫苗開發(fā)、傳染病、自身免疫疾病和諸多領(lǐng)域，通過新的生物標(biāo)志物來識(shí)別強(qiáng)大的T細(xì)胞已迫在眉睫?，F(xiàn)今的許多解決方案只提供了觀測T細(xì)胞生物學(xué)的某個(gè)片面視角，使得研究人員無法充分利用細(xì)胞表征的巨大潛力。PhenomeX單細(xì)胞功能多組學(xué)分析平臺(tái)這一空白，提供了洞察單個(gè)T細(xì)胞真實(shí)的體內(nèi)生物學(xué)特性的技術(shù)手段，為改善復(fù)雜疾病的預(yù)防和治療提供了見解。

在本應(yīng)用說明中，我們將概述PhenomeX旗下，包括IsoSpark™和Beacon®平臺(tái)在內(nèi)的分析系統(tǒng)，如何助您解鎖T細(xì)胞功效的功能性驅(qū)動(dòng)因素，從而更深入地了解T細(xì)胞生物學(xué)。

PhenomeX功能性細(xì)胞表征生態(tài)系統(tǒng)

圖1：PhenomeX功能細(xì)胞表征生態(tài)系統(tǒng)所包含的兩個(gè)分析平臺(tái)各自具有互補(bǔ)優(yōu)勢。通過使用這兩款儀器，研究人員對(duì)于表征細(xì)胞可達(dá)到深度，從而獲得對(duì)細(xì)胞功能的深入洞察。

IsoSpark™

檢測生物標(biāo)志物的多重單細(xì)胞

蛋白組學(xué)分析平臺(tái)

PhenomeX的IsoCode®適應(yīng)性免疫應(yīng)答芯片適用于IsoSpark™系統(tǒng)，能夠?qū)蝹€(gè)細(xì)胞分泌的功能性細(xì)胞因子進(jìn)行多重蛋白組學(xué)分析。每張IsoCode®芯片采用條形碼抗體技術(shù)，內(nèi)含上萬個(gè)微室。微室內(nèi)單個(gè)細(xì)胞分泌的功能性細(xì)胞因子被這些抗體條形碼捕獲，隨后在IsoSpark™上進(jìn)行全自動(dòng)檢測（圖2）。IsoCode®適應(yīng)性免疫應(yīng)答芯片適用于檢測T細(xì)胞，可檢測包括效應(yīng)因子、趨化因子、炎癥因子、刺激因子和調(diào)節(jié)因子在內(nèi)的32種細(xì)胞因子，這使得研究人員能夠檢測多功能細(xì)胞——一種罕見的能夠顯著分泌多種細(xì)胞因子的單細(xì)胞。這些多功能細(xì)胞在多種應(yīng)用中具有高度影響力。功能強(qiáng)大的多功能細(xì)胞已被證明是影響過繼性細(xì)胞治療產(chǎn)品中具有更高的效力、使患者對(duì)檢查點(diǎn)抑制劑的應(yīng)答增強(qiáng)和產(chǎn)生更好的疫苗效力的重要驅(qū)動(dòng)作用，而功能失調(diào)的多功能細(xì)胞是自身免疫性疾病、傳染病和移植排斥反應(yīng)不良結(jié)果的決定因素 [1-6] 。

IsoSpark™ 全自動(dòng)單細(xì)胞

功能蛋白質(zhì)組學(xué)分析系統(tǒng)

圖2：PhenomeX IsoSpark™平臺(tái)：通過條形碼抗體技術(shù)進(jìn)行多重蛋白質(zhì)組分析，確定影響療效和治療應(yīng)答等結(jié)果的細(xì)胞因子驅(qū)動(dòng)因素。

Beacon®

光流控技術(shù)賦能單細(xì)胞表征

PhenomeX旗下Beacon®平臺(tái)的Opto® T細(xì)胞分析工作流程采用光流控技術(shù)（圖3），對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行全面精準(zhǔn)的表征。T細(xì)胞被加載到OptoSelect®芯片上，芯片包含上千個(gè) NanoPen®小室。光電定位技術(shù)（OEP®）會(huì)推動(dòng)單個(gè)T 細(xì)胞移動(dòng)至每個(gè)NanoPen®小室。每個(gè)小室中可至多包含3種不同捕獲微珠，以檢測感興趣的選定細(xì)胞因子，評(píng)估多功能性。還可對(duì) NanoPen®小室中的細(xì)胞進(jìn)行表面標(biāo)志物染色，對(duì)具有活化標(biāo)志物或其他表面識(shí)別物的細(xì)胞進(jìn)行集中分析。完成每個(gè)單細(xì)胞的表征后，OEP®可將單個(gè)細(xì)胞從芯片中導(dǎo)出，用于下游分析，如RNAseq（RNA 測序）和TCRseq（T細(xì)胞受體測序）。

此外，Beacon®平臺(tái)還允許研究人員將單個(gè)T細(xì)胞與靶細(xì)胞（如癌癥細(xì)胞或樹突狀細(xì)胞）共同培養(yǎng)，以刺激T細(xì)胞，并使用Caspase-3等指示劑直接評(píng)估細(xì)胞毒性[7]。您可在單個(gè)實(shí)驗(yàn)中將細(xì)胞因子分泌、細(xì)胞毒性和表面染色的檢測結(jié)合起來，以全面探索單個(gè)T細(xì)胞的表型。使用 Beacon®系統(tǒng)的OptoSelect®芯片亦可實(shí)現(xiàn)增殖、連續(xù)殺傷、報(bào)告細(xì)胞檢測和配體阻斷等多種其他潛在應(yīng)用。

PhenomeX Beacon®平臺(tái)

圖3：PhenomeX Beacon®平臺(tái)：Beacon®平臺(tái)使用光流控技術(shù)將細(xì)胞和微珠移動(dòng)至 OptoSelect®芯片內(nèi)的NanoPen®小室中。可用于各類檢測，以評(píng)估細(xì)胞因子分泌、對(duì)癌癥細(xì)胞的細(xì)胞毒性，以及表面標(biāo)志物染色，來確定表面表型。檢測完成后，還可以使用光流控技術(shù)導(dǎo)出感興趣的細(xì)胞用于下游分析。

PhenomeX

IsoSpark™+Beacon® 平臺(tái)

協(xié)同作用

揭示與生物學(xué)結(jié)果相關(guān)的多功能細(xì)胞和分泌細(xì)胞因子只是更全面地了解細(xì)胞表型的第一步。使用IsoSpark™對(duì)細(xì)胞進(jìn)行表征后，研究人員可能有興趣對(duì)具有特定細(xì)胞因子表型的細(xì)胞進(jìn)行進(jìn)一步分析。這就是PhenomeX的Beacon®平臺(tái)的用武之地（圖4）。Beacon®平臺(tái)使用光流控技術(shù)檢測單細(xì)胞的細(xì)胞因子分泌以測量多功能性，T細(xì)胞對(duì)靶細(xì)胞的殺傷以表征細(xì)胞毒性，表面標(biāo)記物以識(shí)別細(xì)胞亞群。隨后可對(duì)具有所需特征的細(xì)胞進(jìn)行導(dǎo)出以用于下游分析。

Beacon®平臺(tái)至IsoSpark™平臺(tái)的對(duì)接流程

圖4：IsoSpark™平臺(tái)至 Beacon®平臺(tái)的對(duì)接流程。

Beacon®上獲得的細(xì)胞屬性，也可以銜接IsoSpark™流程（圖5）。例如，通過Beacon®平臺(tái)可直接表征單個(gè)細(xì)胞的多種功能屬性，包括細(xì)胞因子分泌、細(xì)胞毒性和表面標(biāo)志物表達(dá)?？梢允褂?TCR-seq 和 RNA-seq 回收和分析具有特定表型的感興趣的細(xì)胞（例如分泌細(xì)胞因子并具有特定活性表面標(biāo)志物的細(xì)胞），以確定其功能表型的根本原因。然后，這些信息可以用于新療法的開發(fā)，并可在IsoSpark™平臺(tái)上測試這些療法的多功能效力。

Beacon®平臺(tái)至IsoSpark™平臺(tái)的對(duì)接流程

圖 5：Beacon®平臺(tái)至IsoSpark™ 平臺(tái)的對(duì)接流程。