关于新型无标记成像技术的探索与研究

来源：生物通

发表在《Nature Biomedical Engineering》上的一项新的研究描述了一种新的无标记成像技术，它可以区分活跃的T细胞和下班的T细胞。该方法有助于评估参与癌症治疗或自身免疫性疾病的T细胞。

T细胞是免疫士兵，总处在与病原体战斗的前线。发表在《Nature Biomedical Engineering》上的一项新的研究描述了一种新的无标记成像技术，它可以区分活跃的T细胞和下班的T细胞。该方法有助于评估参与癌症治疗或自身免疫性疾病的T细胞。

“T细胞有一个调节其活动的代谢开关，”威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程副教授Melissa Skala说。“在一个健康的个体中，大多数T细胞处于静止状态——它们是不活跃的，但已经准备好等待信号加入到对入侵病毒或细菌的主动战斗中。”

“我们想测试我们的成像技术是否能区分静止的T细胞和活化的T细胞，”Alexandra Walsh说，他以前是Morgridge研究所的助理科学家，现在是德州A&M大学生物医学工程的助理教授。

大多数的T细胞鉴定方法是基于抗体的，如流式细胞术或免疫组织化学。这些都需要用抗体或造影剂染色，这是一个破坏细胞的过程。

新方法则是检测细胞内分子的自体荧光（autofluorescence），这些分子在显微镜和红外激光成像时自然发光。这个无标签的过程是无害的，不会改变细胞的行为。这项技术可以应用于培养皿中的细胞、组织样本，甚至是完整生物体的活体成像。

为了验证他们的方法，研究人员从健康献血者那里采集血液样本，分离出T细胞，并测量了NAD（P）H和FAD的自体荧光，这两种分子参与细胞代谢。

Walsh说：“我们让一些T细胞保持静止状态，然后我们加入抗体来激活它们。”

静止细胞与激活细胞的图像显示出代谢功能的差异，最显著的是通过激活的T细胞群中NAD（P）H自身荧光的变化。他们还观察到活跃的T细胞比静止的细胞稍大一些。

Skala说，激活方法和新成像技术将有助于制造免疫疗法中使用的CAR-T细胞。这些重组的T细胞通常与其他细胞（如癌细胞）共同培养，以测试它们的反应性。

然而，使用额外苛刻的试剂或抗体标签来进一步描述T细胞是CAR-T细胞制造商的一个瓶颈。自发荧光法提供了一种很有吸引力的方法来执行这些实验，它以一种无损的方式在多个时间点对同一个细胞进行成像。

Walsh说：“我们证明，我们的成像技术可以解决时间上的变化。我们能够在加入激活抗体后几分钟内看到成像终点的变化。”

Walsh补充说，使用流式细胞仪很难观察到这些动态变化，因为染色和孵育所需的时间使得很难捕捉到多个时间点。

他们将继续这一研究，以便更好地了解癌症患者的T细胞在肿瘤生长或接受免疫治疗时的反应。

“这些技术可以告诉我们一些我们不知道的关于肿瘤或T细胞制造的信息，”Skala补充道，“因为以前我们没有监测T细胞行为的方法。

虽然这种新技术比传统方法有许多优点，但仍有局限性。首先，自发荧光成像不是很敏感。“因为我们并不依赖于真正特定的标签，而是依赖于细胞的新陈代谢。这只会让你在区分细胞类型方面取得进展。”

此外，这项技术需要有经验的人进行显微成像和分析数据。

他们正致力于开发一个原型，以便缩小大型成像设备的体积。

“我们努力的方向是，你不必是一个专业的光学工程师就能使用它，”Skala说。

参考文献

Classification of T-cell activation via autofluorescence lifetime imaging