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對于利用免疫系統力量進行的療法開發來說，可靠地表征單T細胞功能至關重要。在癌癥免疫療法、疫苗開發、傳染病、自身免疫疾病和諸多領域，通過新的生物標志物來識別強大的T細胞已迫在眉睫。現今的許多解決方案只提供了觀測T細胞生物學的某個片面視角，使得研究人員無法充分利用細胞表征的巨大潛力。PhenomeX單細胞功能多組學分析平臺這一空白，提供了洞察單個T細胞真實的體內生物學特性的技術手段，為改善復雜疾病的預防和治療提供了見解。
在本應用說明中，我們將概述PhenomeX旗下，包括IsoSpark™和Beacon®平臺在內的分析系統，如何助您解鎖T細胞功效的功能性驅動因素，從而更深入地了解T細胞生物學。
PhenomeX功能性細胞表征生態系統
圖1：PhenomeX功能細胞表征生態系統所包含的兩個分析平臺各自具有互補優勢。通過使用這兩款儀器，研究人員對于表征細胞可達到深度，從而獲得對細胞功能的深入洞察。
IsoSpark™
檢測生物標志物的多重單細胞
蛋白組學分析平臺
PhenomeX的IsoCode®適應性免疫應答芯片適用于IsoSpark™系統，能夠對單個細胞分泌的功能性細胞因子進行多重蛋白組學分析。每張IsoCode®芯片采用條形碼抗體技術，內含上萬個微室。微室內單個細胞分泌的功能性細胞因子被這些抗體條形碼捕獲，隨后在IsoSpark™上進行全自動檢測（圖2）。IsoCode®適應性免疫應答芯片適用于檢測T細胞，可檢測包括效應因子、趨化因子、炎癥因子、刺激因子和調節因子在內的32種細胞因子，這使得研究人員能夠檢測多功能細胞——一種罕見的能夠顯著分泌多種細胞因子的單細胞。這些多功能細胞在多種應用中具有高度影響力。功能強大的多功能細胞已被證明是影響過繼性細胞治療產品中具有更高的效力、使患者對檢查點抑制劑的應答增強和產生更好的疫苗效力的重要驅動作用，而功能失調的多功能細胞是自身免疫性疾病、傳染病和移植排斥反應不良結果的決定因素 [1-6] 。
IsoSpark™ 全自動單細胞
功能蛋白質組學分析系統
圖2：PhenomeX IsoSpark™平臺：通過條形碼抗體技術進行多重蛋白質組分析，確定影響療效和治療應答等結果的細胞因子驅動因素。
Beacon®
光流控技術賦能單細胞表征
PhenomeX旗下Beacon®平臺的Opto® T細胞分析工作流程采用光流控技術（圖3），對T細胞進行全面精準的表征。T細胞被加載到OptoSelect®芯片上，芯片包含上千個 NanoPen®小室。光電定位技術（OEP®）會推動單個T 細胞移動至每個NanoPen®小室。每個小室中可至多包含3種不同捕獲微珠，以檢測感興趣的選定細胞因子，評估多功能性。還可對 NanoPen®小室中的細胞進行表面標志物染色，對具有活化標志物或其他表面識別物的細胞進行集中分析。完成每個單細胞的表征后，OEP®可將單個細胞從芯片中導出，用于下游分析，如RNAseq（RNA 測序）和TCRseq（T細胞受體測序）。
此外，Beacon®平臺還允許研究人員將單個T細胞與靶細胞（如癌癥細胞或樹突狀細胞）共同培養，以刺激T細胞，并使用Caspase-3等指示劑直接評估細胞毒性[7]。您可在單個實驗中將細胞因子分泌、細胞毒性和表面染色的檢測結合起來，以全面探索單個T細胞的表型。使用 Beacon®系統的OptoSelect®芯片亦可實現增殖、連續殺傷、報告細胞檢測和配體阻斷等多種其他潛在應用。
PhenomeX Beacon®平臺
圖3：PhenomeX Beacon®平臺：Beacon®平臺使用光流控技術將細胞和微珠移動至 OptoSelect®芯片內的NanoPen®小室中。可用于各類檢測，以評估細胞因子分泌、對癌癥細胞的細胞毒性，以及表面標志物染色，來確定表面表型。檢測完成后，還可以使用光流控技術導出感興趣的細胞用于下游分析。
PhenomeX
IsoSpark™+Beacon® 平臺
協同作用
揭示與生物學結果相關的多功能細胞和分泌細胞因子只是更全面地了解細胞表型的第一步。使用IsoSpark™對細胞進行表征后，研究人員可能有興趣對具有特定細胞因子表型的細胞進行進一步分析。這就是PhenomeX的Beacon®平臺的用武之地（圖4）。Beacon®平臺使用光流控技術檢測單細胞的細胞因子分泌以測量多功能性，T細胞對靶細胞的殺傷以表征細胞毒性，表面標記物以識別細胞亞群。隨后可對具有所需特征的細胞進行導出以用于下游分析。
Beacon®平臺至IsoSpark™平臺的對接流程
圖4：IsoSpark™平臺至 Beacon®平臺的對接流程。
Beacon®上獲得的細胞屬性，也可以銜接IsoSpark™流程（圖5）。例如，通過Beacon®平臺可直接表征單個細胞的多種功能屬性，包括細胞因子分泌、細胞毒性和表面標志物表達。可以使用 TCR-seq 和 RNA-seq 回收和分析具有特定表型的感興趣的細胞（例如分泌細胞因子并具有特定活性表面標志物的細胞），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，并可在IsoSpark™平臺上測試這些療法的多功能效力。
Beacon®平臺至IsoSpark™平臺的對接流程
圖 5：Beacon®平臺至IsoSpark™ 平臺的對接流程。
