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精準捕獲CTCs,稀有細胞分離的“神”級助手

來源:德國賽多利斯集團   2024年01月31日 18:26  

腫瘤的轉移和擴散主要是通過循環腫瘤細胞(CTCs)實現的。這些CTCs會從生長中的腫瘤中由于機械損傷等原因不斷脫離,然后在血液中進行傳播擴散。盡管大部分CTCs在進入外周血后會發生凋亡或被吞噬,但仍有少數能夠逃逸這些防御機制,最終在新的部位形成轉移灶。大量實驗證明,CTCs的出現與晚期癌癥患者的預后密切相關。

 

CTCs檢測作為一種簡單的血液檢測,可隨時獲取用于評估患者的預后。然而,由于CTCs極為稀少,往往是上萬個細胞中才能找到一個,因此它們的分離和捕獲需要極其精準的技術。

CellCelector Flex全自動無損細胞分離系統就是這樣的挑取神器!

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圖1. CellCelector Flex挑取CTCs流程

 

在抽血后1小時內,使用細胞分離試劑盒富集患者來源的 CTCs。利用不同Marker對富集的CTCs進行染色后,通過CellCelector Flex分離出單個細胞或 CTCs 簇,并將其放入含有裂解液的PCR管內進行下游分析。得益于CellCelector Flex在挑取和接種細胞過程中對細胞無損傷,這些細胞還可以被嫁接到小鼠體內,用于建立腫瘤模型。

 

Nature 夜間腫瘤更有轉移能力[1]

蘇黎世聯邦理工學院的Nicola Aceto團隊首次在乳腺癌患者和小鼠乳腺癌模型中觀察到循環腫瘤細胞(CTCs)生成動力學的模式。他們研究發現,大多數自發的CTCs內滲事件都發生在睡眠期間,而且在休息時生成的CTCs比活動時生成的CTCs更易發生轉移。

文章對CTCs進行了分類,將其分為三種:單個CTC(Single CTC),CTC簇(CTC Clusters),以及CTC-白細胞簇(CTC-WBC),而CTC-白細胞簇的轉移能力和殺傷更大。

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圖2. 左圖展示了三種CTCs的CellCelector Flex圖像,可以通過CellCelector Flex的軟件設定細胞大小和熒光閾值等對三種CTC進行區分,并進行挑取;

右圖展示了CTC-WBC嫁接到小鼠后,相較于其他類型的CTCs,展現出了更強的殺傷力

通過CellCelector Flex挑取三種循環腫瘤細胞,并將其移植到小鼠體內。研究表明,夜間睡眠期間產生的乳腺癌循環腫瘤細胞很容易轉移,而白天活動期間產生的循環腫瘤細胞則缺乏轉移能力。

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圖3. 左圖:將ZT4(夜間)的三種CTCs用Cellcelector挑取后,嫁接到小鼠上;右圖:通過生物發光成像發現夜間的CTCs具有更強的轉移能力

研究團隊對這些循環腫瘤細胞用CellCelector Flex進行挑取后,對它們進行了單細胞RNA測序分析。結果顯示,有絲分裂相關基因在夜間睡眠期間的CTCs中顯著上調,與白天CTCs相比,在夜間脫離腫瘤的循環腫瘤細胞分裂得更快,因此更可能形成腫瘤轉移。

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圖4. 夜間細胞分裂相關基因表達多

Cancers 斑馬魚中研究CTCs的轉移[2]

目前用于研究腫瘤早期擴散的小鼠異種移植模型存在局限性,因此需要另一種動物模型進行替代。斑馬魚已成為研究人類疾病包括癌癥轉移的寶貴工具。最近發表在《Cancers》上的一篇文章中提出了一種新的工作流程,將CTCs注入斑馬魚胚胎,為研究CTCs在斑馬魚中的轉移潛能提供了一個重要的模型。文章中利用CellCelector Flex不同孔徑的毛細管技術和精密的機械臂轉移技術成功將挑取到的CTCs注射到斑馬魚中,并測試了細胞在斑馬魚胚胎中的分布和存活情況。

將EGFP標記的MDA-MB-231細胞注射到斑馬魚胚胎中。注射的細胞分散到斑馬魚胚胎的各個區域,包括頭部、軀干和尾巴。在 1 dpi(注射天數)時,平均有38.6±14.8個細胞播散到頭部區域,30±15.5個細胞播散到軀干區域,123 ±31.4個細胞播散到尾部區域,尾部擴散的CTCs最多,這可能和尾部是血液形成部位有關。然而,在3dpi時,只有30±20.5個細胞位于頭部,16.3±10.2個細胞位于軀干,46.3±19.5個細胞位于尾部。這表明大約 50% 的注射細胞在1 到3dpi之間死亡并消失,與頭部區域相比,軀干和尾部區域丟失的細胞更多。

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圖5. CellCelector Flex捕捉的斑馬魚CTCs圖像

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圖6. 1dpi和3dpi時頭部、軀干和尾部的CTCs絕對數量

文章還用CellCelector Flex將轉移乳腺癌(MBC)患者體內分離出的CTCs注射到斑馬魚胚胎中,在不同部位中進行同樣的統計。

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使用Cellcelector Flex進行細胞挑取有以下優勢

 

多達14個熒光通道進行細胞成像

 

多種規格毛細管,實現單細胞到細胞團,球體的挑取和分離

 

位移精確度≤+/-1μm,確保細胞準確挑取和注射

 

溫和輕柔的挑取,對細胞無損傷,實現高達95%以上的細胞活率

 

使用和維護簡單,速度快,通量高

 

Cellcelector Flex配備了多種規格的玻璃毛細管,結合高精度的分離機器臂位移技術,可以輕松實現單細胞和細胞團的挑取和注射。目前,已經有幾十篇文章應用了Cellcelector Flex挑取CTCs。挑取和接種稀有細胞,怎能不愛CellCelector Flex?

 

 

 

-參考文獻-

 

[1] The metastatic spread of breast cancer accelerates during sleep. Nature,2022

[2] DanioCTC: Analysis of Circulating Tumor Cells from Metastatic Breast Cancer Patients in Zebrafish Xenografts. Cancers,2023

 

 

 

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