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Avatar system下一代体内微情况仿照系统——与细胞一起游弋,帮您找到细胞的灵魂
点击次数:3480 公布日期:2017-3-1  来源:本站 仅供参考,谢绝转载,否则责任自负

正如古老的谚语所述,鱼儿离开水就会死亡。即使鱼儿不会立刻死亡,它也会遭受急性的代谢和呼吸的改变直到完全摧毁它的生命系统。

人体的细胞亦是如此,美国加利福尼亚州生物科技公司Xcell Biosciences的CEO Brian Feth说:如果细胞离开他们的自然的微情况,他们就会和以前完全纷歧样。要在实验室里胜利地培养细胞,你需要发明完全反映体内微情况的正确的生态系统。

“如果你想要培养珊瑚礁鱼,你需要调整鱼缸里的水流、温度和氧气浓度,消除积存的氨气。”Feth说,“就如鱼儿一样,差别的细胞有他们奇特的需求。你需要树立正确的生态系统。”

全世界的生物学家都在实验室里培养特定的细胞系,进行从药物筛选和毒性研究到基础生物研究的各种应用研究。然而,正如Xcell 网站(http://www.xcellbio.com/home/)指出的,传统的实验室培养箱基于几十年稳定的技术,马上细胞坚持在37°C,5%CO2和高湿度的情况里,这种培养条件和它们的自然微情况的相似度很小。

这是一种单一的培养方式,严峻地影响了研究结果。Xcell的首席科学官James Lim指出:“举例而言,最近的研究显示在传统CO2培养箱中生长的细胞严峻改变了它们的基因和蛋白质表示,分裂成新细胞的能力,和别的重要因子,如代谢进程。”Lim指出,“从这些研究得到的结果无法精确地反映细胞的自然的生物状态。”

科学家几十年前就认识到微情况的重要性对细胞生物学的影响。因为每个细胞的DNA内容是一致的,脑细胞之所以差别于皮肤细胞的原因就在于RNA和蛋白质的差别——由情况的改变决议哪些基因开启(表示)或封闭。

即使细胞培养条件的微小改变,如在低氧浓度或差别的压力下培养细胞,或在3D支架而不是传统的2D支架上培养细胞,都能体现出深刻的影响,如改变几百个基因的表示类型。Lim说,这种差异能够解释以下现象,如:难以操纵干细胞分化,肿瘤细胞信号的差别,和无法反复已公布的生物研究结果。

Xcell的新的Avatar细胞培养系统对付生物学家,正如定制的鱼缸之对付水族养殖喜好者。“这是第一个能够重现生理相关条件,如流体静力学压力和氧气水平,以反映特定的样本的体内微情况的系统。”Feth说,“在这种完全定制的条件下培养的样本,可显示近乎自然的形态和基因表示,使结果真正的生物相关。”

对氧气水平的监控和调节操纵,和压力传感器,这些来源于深海潜水领域的装备,都是仪器的新特性。在人体内,如循环血细胞,会经受大约每平方英寸2磅的压力,大约是在组织和器官里的压力的10倍。Lim解释说,氧气水平会从循环系统中的10%下降到癌症肿瘤中心的大约0.1%-1%。

在最近的用Avatar培养干细胞的研究中,Xcell研究者发现,将细胞操纵在低氧浓度和高压力条件下,会维持它们在未分化状态——即它们开头分化成差别体细胞之前的状态。进一步的研究还在进行中,Lim说,需开拓适合的平台以确定“操纵血统承诺”(manipulate lineage commitment)的必要条件,确定干细胞的命运。

这种细致培养的干细胞能够生长成实验室培养的组织和器官,幸免器官移植,并发生关于在新微情况中基因表示改变的重要信息。在未来,Xcell研究者推测,还能够调节培养设置来反映“最终分化好的”细胞的疾病微情况,潜在地揭示治疗新靶标。

“令我兴奋的是,未来有一天,除了吃药,我们还能够通过注射我们自身的,重编程的,工程细胞来治疗疾病。”Lim热切地说。

虽然它的名称具有未来感,然而,这个平台的名称与《阿凡达》电影无关。“Avatar是一个印度语,反映神灵,或地球上肉体释放出的灵魂,具有鬼手王宝和去澳门赌场的计算机化身,是反映人类玩家的游戏角色,”Feth说,“我们发现这是对我们体系的精确叙述,我们发明了一个用于R&D测验的人,但那不是真实的人本身,而是那个个体的虚拟的但又精确的表示。”

Xcell本身成立于2012年的美国加州伯克利,由被称为“商业领袖”的Steve Blank和别的创业雇员的资金创立。该公司是2014年最先接收基因分析公司Illumina的“加速者计划”资助的公司之一,目的在于开拓可用于第二代测序的技术。它在2015年又从硅谷的组织投资者方面筹集了500万美元。

Feth说,很多早期的工作集中在癌症诊断和治疗,这也继续成为主要的集中研究领域,然后公司的深度私有化影响到了公司的很多雇员。加州大学旧金山分校(UCSF)的研究者进行了进一步的研究,如,研究当癌症细胞转移或迁移到人体的差别的部位会发生什么,这是一个“黑匣子”现象,他说我们无法了解和处置这个现象已经有几十年了。

使用Avatar平台,研究者从病人血液中离别出宝贵的循环肿瘤细胞(CTCs),并在实验室里培养几个月。他们然后研究并描绘了CTCs的基因表示和代谢图谱——这用传统的CO2培养箱和研究方法是无法做到的。

“我们很多病人在20年前就移除了前列腺,但只在最近发现癌症复发,”Lim说,“能够在血液里描绘差别癌症亚型意味着我们能够得知疾病的情况而无需进行手术活检。”反过来,病人也能够得到依据个体病人条件订制的更好的诊断和治疗。

操控细胞生长的微情况,同时也能帮助科学家学习mg娱乐场最有助于肿瘤生长的的特定的条件。就像在自然界洒下一粒种子,Feth说,癌症细胞只有在适合生长的条件下才能开头增殖生长。所以mg娱乐场细胞经常倾向于扎根和生长在骨髓的情况中,而不是生长在别的地方。

Lim将很多了解差别肿瘤类型内部的氧气和压力平均的早期工作归功于约翰霍普金斯大学的Gregg Semenza和哈佛大学的Rakesh Jain。Avatar背后的技术,他说,是研究者,包括Xcell科学家,长期困难工作的积存,来了解细胞生长的细致的细胞情况,然后在体外将其复制出来。

“用Avatar平台调节情况是十分简便的。”Feth说,“仪器的设计,即使是重来没有做过原代细胞培养的研究者也能逐字按照实验流程和试剂马上开头培养样本。” 

公司的目的客户是学术实验室和制药公司,能够选择性地采购模块化的Avatars以满足他们的需求。如,制药公司,往往需要mg娱乐场的细胞体积来进行药物筛选或毒理学实验。

Feth说,“现在我们树立了原理的证明,并且拥有大的数据库,这是更大范围开展的时机。”

商业的生物反应器是另一个显著的目的,优化的培养条件能够潜在地促进哺乳细胞工厂的效率,激发高利润的生物药和基于细胞的治疗的产量。

正如水族养殖喜好者的鱼缸,Feth说,Avatar平台是一个继续进化的生态系统。游弋在细胞的自然微情况中,从客户那里得到mg娱乐场的数据,这将使Avatar系统更加的强大。

产品信息:/show1equip.asp?equipid=4088252

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来源:上海典奥生物科技有限公司
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