新生物疗法的开发可能会从一种新技术中受益,该技术可在标准实验室设置中快速分选单个活细胞。使用称为“纳米瓶”的微型碗状水凝胶容器,加州大学洛杉矶分校领导的一个研究小组最展示了根据细胞的类型、它们分泌的化合物以及这些化合物的多少来选择细胞的能力。该研究发表在美国化学会期刊《ACS纳米》杂志上。这项技术还可推进基础生物学研究。

“通过这项技术,科学界可对关键生物过程有新见解,这些过程代表了我们蛋白质编码基因的很大一部分。”该研究通讯作者、加州大学洛杉矶分校工程学院工程和医学教授迪诺·卡里奥说,“我认为单细胞是生物学的量子极限。纳米瓶是培养皿进化到一个细胞的基本极限。”

卡里奥说,使用纳米瓶有助于科学家克服其他仪器测量细胞分泌物的局限

纳米瓶可用于在数百万个细胞中进行更大规模的筛选,而相对成本仅为每个细胞不到1美分,而使用当前标准每个细胞1美元或更多。

纳米瓶非常小,需要2000万个才能装满一茶匙。它们经过定制以捕获特定类型的细胞,并且可用附着在细胞分泌物上的分子增强,并在有色光下发光。因为纳米瓶是由水凝胶(一种在水中质量几乎是其20倍的聚合物)制成的,它们提供了一个相对类似于细胞自然家园的潮湿环境。

在这项研究中,研究人员检查了被设计成分泌特定抗体药物的细胞。使用纳米载体和一种称为流式细胞仪的常见分析装置,他们选择了分泌最多抗体的细胞,然后将这些细胞培养成菌落,这些菌落产生的药物比未经特别选择的菌落多25%以上。

研究还表明,研究人员可挑选出与靶分子特异结合的稀有抗体分泌细胞,并可识别分泌抗体的DNA序列信息。该实验是发现新抗体药物的关键部分,只花了一天时间,而传统方法需要数周时间。

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40年来,制药商一直将基因工程细胞用作小型“药物工厂”。其中比较常见的技术称为微孔板,也就是微型塑料容器网格,但这种方法缺乏纳米瓶对单个细胞进行分类的能力,且通常需要很长时间才能使足够的细胞生长,从而检测到分泌物;另一种选择是使用价值数百万美元的仪器,每次实验测量大约10000个细胞的分泌物,但在全球只有几十个实验室才拥有。如今的成果克服了以上两种方式的局限,推进了新药产生领域的高速发展。(科技日报记者 张梦然)

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