1. 研究背景
Part.1
细胞衰老是一种不可逆的细胞周期停滞状态,在组织修复、炎症和疾病过程中扮演着复杂的角色。在相关研究过程中,鉴定衰老细胞(SnCs, senescent cells)的标志物至关重要。然而,目前常用的衰老细胞检测标志物(如SA-β-gal、p16、p21等)在评估中存在显著的变异性,影响检测结果的准确和稳定。
2. 研究内容
Part.2
为此,纽约大学的研究者们聚焦于细胞衰老过程中的细胞核变化,在进行DAPI染色后,统计了一系列表征核形态的参数,包括细胞核大小、圆度、DAPI染色强度以及高密度点数量等。基于这些参数,研究者们结合机器学习与细胞核形态计量学方法,开发出一种单细胞识别技术,构建了能够稳定、准确评估细胞衰老的系统工具——核形态计量学分析流程(Nuclear Morphometric Pipeline, NMP),并分别在体外和体内模型中验证了该系统的适用性和稳定性。
3. 主要结论
Part.3
3.1 NP可在多种衰老模型中准确区分衰老细胞
研究者分别对过氧化氢、依托泊苷和阿霉素诱导衰老的成肌细胞系C2C12和前体脂肪细胞系3T3-L1,进行了多种衰老标志物检测及NMP评分。在NMP系统评分中,衰老细胞呈现出显著的高额负分。作者发现,由NMP打分得出的衰老细胞比例(下图B&C)与衰老标志物X-Gal信号和γH2A信号高度一致,与增殖标志物Ki67的表达呈相反趋势(下图D),并且NMP评分结果与诱导药物表现出显著的剂量依赖性效应。这表明NMP能够稳定、准确地评估这两种细胞在不同诱导因素下的衰老状态。
3.2 NMP准确检测骨骼肌再生和骨关节炎模型中衰老细胞
为验证NMP在体内模型的适用性,研究者对不同年龄段的小鼠注射BaCl₂以诱导肌肉损伤再生。而后通过Sony MA900多功能自动化流式分选仪分离出纤维脂肪源性祖细胞(FAPs)和内皮细胞(ECs),并进行NMP评分和衰老标志物检测。结果显示NMP能够稳定准确地区分出衰老细胞群体,其结果与Ki67(低表达)和γH2A(高表达)的检测结果相符。此外,作者在小鼠关节炎模型中对软骨细胞的衰老状态同样进行了NMP系统评估和衰老标志物检测,也得到了一致的结果。
4. Sony MA900分选仪精彩应用
Part.4
4.1 高速度、高纯度、高活性的细胞分选
作者利用MA900从小鼠肌肉和软骨组织样本中成功分离了内皮细胞、卫星细胞、纤维脂肪源性祖细胞和软骨细胞等脆弱和稀有细胞亚群。MA900高达50,000 eps的分选速度和超过98%的分选纯度,有力地保障了细胞分选质量。研究中,分选的细胞产物可用于支持后续衰老标志物检测分析,充分体现了其高活性分选能力。
4.2 高效精准的孔板分选
作者通过MA900分选仪将目标细胞直接分选铺入96孔板中进行后续实验。MA900特别设计了7°倾斜角孔板适配器,确保细胞垂直入孔,极大减少撞击孔壁的风险。同时,采用四点定位校准方式,保证整板细胞落点精确,入孔率达到99%以上,高效确保了孔板分选精度和回收效率。
5. 总结
Part.5
本研究成功开发了极具应用前景的新型衰老细胞鉴定方法NMP,该方法不依赖传统标志物检测,不仅操作更为简单,而且结果变异性低更加稳定,为细胞衰老研究提供了新的视角与工具。在此研究中,Sony MA900凭借其高速度、高纯度、高活性及高精度的孔板分选能力,为研究所涉及的复杂组织样本和脆弱/稀有细胞的分选提供了至关重要的技术保障。