Image-Enabled Cell Sorting

基于图像的流式细胞分类术可以在复杂的细胞池中高速识别和分离感兴趣的细胞。

技术突破有潜力助跑广泛的学科，从免疫学和基因组学研究细胞为基础的治疗。

全球领先的医疗技术公司BDX今天宣布，与欧洲分子生物学实验室(EMBL)合作进行的一项研究，并发表在1月21日的《Science》杂志的封面故事，介绍了流式细胞术中的一项新的BD创新，该创新增加了荧光成像和基于图像的决策，以异常高速对单个细胞进行分类，基于每个细胞的视觉细节，而不仅仅是存在的生物标志物的类型或数量。这项新技术有潜力改变免疫学、细胞生物学和基因组学研究，并使新的基于细胞的治疗发现成为可能。

通过流式细胞术进行细胞分类是一种技术，科学家可以根据每个细胞的特定特征来识别和分类单个细胞，以便更详细地研究它们，评估每个细胞对新药的反应或进行其他单细胞实验。

传统上，细胞分选机通过识别和定量细胞上或细胞内的某些生物标记物(如蛋白质)进行操作。

BD的新创新，称为BD CellView™ 图像技术，可以以每秒15000个细胞的速度捕获流经系统的单个细胞的多个图像，并且还增加了以前无法实现的基于对单个细胞进行详细显微图像分析的细胞分类能力。

通过在传统的生物标志物识别和量化的基础上增加成像技术，这项新技术不仅能识别一个生物标志物是否存在以及存在多少，还能识别它的位置或它在细胞内的分布。通过用这种技术成像生物标记物的分布，研究人员获得了以前在传统的流式细胞术实验中看不到的细胞的详细信息，这使他们能够回答复杂的生物学问题，比如细胞如何生长、功能和相互作用，或者研究细胞内病毒或蛋白质的确切位置，所有这些都以高度加速的速度进行。

“这项创新克服了对单个细胞分类的速度和精度之间的典型折衷，”BD的首席执行官兼总裁Tom polen说。“这一突破实质上相当于一名研究人员在显微镜下观察，确定感兴趣的细胞的特定特征，并根据他们所看到的，对每个细胞进行进一步分析——所有这些都是以每分钟近100万个细胞的速度进行的。与传统的流式细胞术方法相比，这项技术可以分析1000多倍于传统流式细胞术的数据量，并根据图像以每秒15000次的速度对细胞进行分类。BD是20世纪70年代第一家将流式细胞仪技术商业化的公司，这是我们在这一领域创新和技术领先历史的又一个例子。”

CellView Image Technology Schematic

图像细胞分类的原理图，由BD生物科学公司开发，由EMBL进行测试。

这项新技术填补了生物医学研究的一个长期空白，使科学家能够更快速地观察和分离具有特定、可观察的兴趣特征的细胞，这可以加速发现研究，并在病毒学和肿瘤学等广泛领域解开潜在的疾病疗法或治愈方法。

“这项技术代表了一个由光学、机械、电气、生物医学和软件工程师和科学家组成的多学科团队十多年来的工作成果，旨在为研究人员提供一种区分和灵活的能力来分析单个细胞。”BD生物科学公司全球研发副总裁、该论文的共同通信作者Eric Diebold说。“我们刚刚揭开了这项新的基于图像的高通量细胞分选技术将实现的科学类型的表面，我们期待着BD和整个科学界将如何利用它来推进基础研究和治疗学的发展。”

在《Science》杂志上发表的这项研究中，研究人员使用了BD CellView™ 用图像技术研究一种在细胞免疫和应激反应中起重要作用的蛋白质复合物，NF-κB（活化B细胞的核因子-κ轻链增强子）途径。EMBL团队通过追踪RelA的位置来测量该通路的活性，RelA是一种激活后从细胞质进入细胞核的蛋白质。使用BD CellView™ 通过图像技术，他们能够在数小时内识别出这一重要细胞途径的几种新型调节器，而不是传统方法所需的数天。这一结果对于加快基因组研究和治疗发现的步伐具有广泛的意义。

“多年来，研究人员一直希望有一个细胞分类系统，使他们能够获得细胞内部工作的详细图片，并分离出那些具有感兴趣的微观表型的细胞，”EMBL的高级科学家、斯坦福大学遗传学教授和论文的合著者Lars Steinmetz博士说。“BD CellView™ 图像技术实现了这一目标，定义了细胞分离和表征的新标准。我们很高兴将这项技术应用于高分辨率基因组筛选，旨在收集基因组每个部分的功能信息。我们也在探索基于细胞的诊断和细胞特征在健康和疾病中的应用。”

参考译文:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj3013