Nature子刊发布新型单细胞分选系统

科学家们开发了一种与电子芯片类似的新装置，可以对大量活细胞进行快速的单细胞分选、储存和回收。该系统与随机存储芯片非常类似，只不过在其中移动的是细胞。这一成果于五月十四日发表在Nature Communications杂志上。
美国Duke大学和韩国Daegu Gyeongbuk科学技术院（DGIST）的研究人员指出，这种装置能够快速有效的分离和控制单个细胞，将不同的细胞分开储存，随后人们可以以回收目的细胞进行进一步的分析。研究人员希望这种细胞分选系统能够为相关领域带来*的改变。
“大多数细胞实验是在群体中分析基因活性，并没有关注细胞之间的个体差异，”Duke大学的副教授Benjamin Yellen说。“这就如同拿房间里所有人的眼睛颜色进行平均，然后得出眼睛平均为灰色，但实际上可能房间*本就没有人是灰眼睛。因此，理解和重视细胞群体中的个体差异是很有必要的。”Yellen和DGIST的Cheol Gi Kim将薄薄的电磁元件印在玻片上，构建出磁性轨道和类似开关、晶体管和二极管的结构。这种装置可以引导磁珠和标记有磁性纳米颗粒的单个细胞在其中流动。（延伸阅读：PNAS：华人学者开发单细胞印刷术）
据介绍，装置上有着一系列微小的传送带，局部旋转磁场可以使磁珠和细胞沿轨道朝特定的方向移动，而内置开关可以引导它们进入特定的存储位点。这就像是一个控制着微小磁性目标的集成电路。“筛选表现出罕见行为的细胞，有点像是大海捞针，这时我们需要用特殊设备对成千上万的细胞进行控制”Yellen说。在这一新技术的基础上，人们可以给细胞标记上磁性颗粒，引导它们到达不同的小室，进而实现单细胞分离、分选、储存和回收。
以HIV和癌症研究为例，这两种疾病中的大多数患病细胞是活跃的，能够被药物定向攻击。然而还有少数细胞一直保持休眠状态，这些细胞可以规避药物的破坏作用，并在一段时间之后重新活化导致疾病复发。研究人员指出，他们开发的新装置可以对大量细胞进行单细胞分选，帮助人们找出那些休眠的细胞，并快速将其回收用于基因活性分析。“也许这能帮助人们找到靶标休眠细胞的方法，”Yellen说。
Kim补充道，“这项研究为人们提供了新的工具，可以帮助人们在单细胞水平上进一步理解癌转移和癌细胞的应答机制，测试基因递送的效果，分析代谢物的转运情况.

现在，研究人员正计划扩展这种分选系统，增加其上的小室数量。“这个技术的理念非常简单，”Kim说。“由于整个系统很类似电子芯片，应该很容易走向商业化。”