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分子显微镜让科学家们能够在单细胞内部进行分析

2018-12-23 13:02:16 • 来源：

分子显微镜让科学家们能够在单细胞内部进行分析,新技术可以识别区分健康细胞和患病细胞的蛋白质

分子显微镜让科学家们能够在单细胞内部进行分析

了解蛋白质如何在个体人体细胞内发挥作用可以告诉我们这些细胞是否会存活，死亡或出现故障 - 这些信息可以作为疾病的早期预警。但是很难得到这样详细的信息，因为今天的分析方法需要数百到数千个细胞的最小样本。然而，现在，太平洋西北国家实验室(PNNL)的研究人员开发了一种“分子显微镜”，用于检测和鉴定仅少数细胞甚至单个细胞样品中的蛋白质，并用它来区分患病和健康组织。

新设备可以分析比其他蛋白质识别技术所需的组织样本小500倍的组织样本。在一项测试中，科学家使用该工具在单个人肺细胞中检测大约650种蛋白质。另一方面，他们用它来检查实验室培养皿中的人胰腺组织的小样本，以确定组织是糖尿病还是健康的。(患病的胰腺细胞可以阻止胰岛素的产生，导致I型糖尿病。)研究人员还利用该技术从少数健康的人类大脑，肺，肝和子宫细胞中鉴定出数千种蛋白质。他们希望这种方法能够为疾病带来更有针对性和个性化的治疗方法。

该系统首先在蚀刻到玻璃芯片表面的微小孔中收集组织样品。然后，机械臂将用于提取和分离蛋白质的化学试剂液滴分配到每个空腔中。然后科学家使用一种称为质谱仪的装置来识别蛋白质。

到目前为止，蛋白质鉴定技术只能提供更大样本的整体视图，而不是单细胞或非常小细胞簇中蛋白质的详细信息。“我们现在可以从大海捞针中分离和分析各个针头，而在我们不得不一起分析针头和干草堆之前，”化学家Ryan Kelly说。他和他的同事Ying Zhu，当时都在PNNL，共同撰写了今年夏天在Angewandte Chemie发表的这项研究。

使用这么小的样品很困难的主要原因是因为在每个加工步骤中会丢失一些材料。新系统通过使用最小化蛋白质可能粘附的表面积的孔来解决这个问题。没有参与这项工作的马里兰大学化学家David Goodlett称这是一个令人兴奋的进步。他说，科学家已经开发出“这个问题的优雅解决方案”。

研究人员现在正在应用这项技术来识别在前列腺癌患者血流中循环的单个肿瘤细胞中的蛋白质。检测这些细胞中的这些细节的能力可以帮助解释为什么一些不健康的组织变得对药物具有抗性。

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