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Beacon Discovery應(yīng)用于T細(xì)胞多維表征和TCR發(fā)現(xiàn)

2025-5-22  閱讀(43)

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在2025年AACR會議上,布魯克細(xì)胞分析發(fā)布了Beacon DiscoveryTM單細(xì)胞功能表征平臺, 通過壁報展示了在該平臺上開展的T細(xì)胞功能表征和TCR發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)。Beacon DiscoveryTM平臺依賴的可靠的光導(dǎo)微流控技術(shù)在多個關(guān)鍵指標(biāo)上能夠?qū)崿F(xiàn)與Beacon單細(xì)胞光導(dǎo)系統(tǒng)一致的數(shù)據(jù)結(jié)果,為細(xì)胞療法開發(fā)和腫瘤、感染和自身免疫研究提供新型單細(xì)胞研究工具。

01摘要

過繼性細(xì)胞療法(ACTs)如CAR-T和TCR-T在抗癌領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力,但細(xì)胞療法的復(fù)雜性也帶來了諸多挑戰(zhàn),尤其是在細(xì)胞功能特征分析方面。Beacon DiscoveryTM系統(tǒng)應(yīng)運而生,它搭載了布魯克的Opto® T細(xì)胞分析工作流程,能實時剖析T細(xì)胞與抗原呈遞活細(xì)胞(APCs)的相互作用,涵蓋細(xì)胞毒性、細(xì)胞因子分泌及表面標(biāo)志物表達(dá)等關(guān)鍵指標(biāo)。其技術(shù)核心—Beacon®光導(dǎo)微流控單細(xì)胞分析系統(tǒng),利用光電定位技術(shù)(OEP®),將活細(xì)胞精準(zhǔn)分選至納升小室(NanoPens®),實現(xiàn)多維度細(xì)胞特性分析與活細(xì)胞回收,廣泛應(yīng)用于免疫細(xì)胞分析、抗體發(fā)現(xiàn)和細(xì)胞系開發(fā),深受頂級制藥公司和科研機(jī)構(gòu)的青睞。

02Beacon DiscoveryTM平臺介紹

包含Beacon DiscoveryTM在內(nèi)的Beacon®系列單細(xì)胞光導(dǎo)系統(tǒng)(圖2)整合了多種儀器的功能,包括微流控處理、細(xì)胞孵育、明場與多重?zé)晒獬上?,以及基于機(jī)器視覺算法(卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))的單細(xì)胞自動檢測與操控。結(jié)合OEP®技術(shù),這些功能可實現(xiàn)從微孔板中自動分離單個或多個細(xì)胞至納升小室、試劑灌注、培養(yǎng)、多種細(xì)胞行為檢測,以及活細(xì)胞回收用于測序或下游處理。



圖1:Beacon DiscoveryTM 單細(xì)胞功能表征系統(tǒng)由桌面式儀器、顯示器和鍵鼠組成。



圖2:Beacon DiscoveryTM系統(tǒng)包括試劑倉、樣本倉和光學(xué)模塊。

03Beacon DiscoveryTM上的Opto® T

細(xì)胞分析

Opto® T細(xì)胞分析工作流程利用OEP®將活體T細(xì)胞與抗原呈遞細(xì)胞(APCs,如癌細(xì)胞)配對,直接觀察T細(xì)胞的治療相關(guān)表型(圖3)。



圖3:Opto® T細(xì)胞分析步驟包括通過OEP®加載細(xì)胞因子微球、T細(xì)胞,最后加載腫瘤細(xì)胞或APCs。多重?zé)晒獬上駵y量細(xì)胞表型。

每個納升小室通過ID追蹤,可在同一芯片不同區(qū)域設(shè)置實驗組與對照組。T細(xì)胞分析支持三種主要檢測類型:細(xì)胞毒性、細(xì)胞因子分泌和表面標(biāo)志物染色。T細(xì)胞或靶細(xì)胞可在加載前染色,隨后在芯片上成像(圖4),并根據(jù)結(jié)果(如活率、CD4/CD8、CD137)選擇性導(dǎo)入。



圖4:預(yù)選Annexin V陰性活細(xì)胞進(jìn)行選擇性導(dǎo)入。

細(xì)胞因子分泌通過共加載三種不同捕獲抗體包被的微球進(jìn)行檢測,孵育后灌注熒光標(biāo)記的檢測抗體(圖5)。納升小室中加載微球、T細(xì)胞和APCs,隨后灌注培養(yǎng)基并進(jìn)行約14小時的明場與熒光成像。培養(yǎng)基中可加入caspase-3底物以監(jiān)測細(xì)胞毒性,并精確記錄每個小室中細(xì)胞殺傷發(fā)生的時間。目標(biāo)T細(xì)胞隨后通過OEP®移入通道并導(dǎo)出用于下游測序。



圖5:常見T細(xì)胞亞型(細(xì)胞毒性、調(diào)節(jié)性、輔助性)的細(xì)胞因子微球檢測示例。

在Beacon®和Beacon DiscoveryTM的并行工作流程中,我們分析了與APCs(即T2細(xì)胞)共培養(yǎng)的MART-1 T細(xì)胞,測量其細(xì)胞毒性(caspase-3)、表型(CD137+)及細(xì)胞因子分泌(IFNγ、TNFα、IL-2)。80%的納升小室加載了荷載MART-1肽段的T2細(xì)胞,20%為未荷載肽段的T2對照。通過配套軟件進(jìn)行檢測分析并導(dǎo)出選擇的T細(xì)胞。

總體而言,荷載肽段的APCs相較于對照組能刺激更多細(xì)胞因子釋放,觀察到快速與慢速殺傷事件,且加載的T細(xì)胞間存在激活效能的多樣性。



圖6:納升小室215的Opto® T細(xì)胞分析示例。通過OEP®共加載細(xì)胞因子微球、T細(xì)胞和APC。觀察到每種微球(IFNγ、TNFα、IL-2)對細(xì)胞因子的捕獲以及MART-1 T細(xì)胞CD137+染色陽性(激活標(biāo)志物)。通過灌注caspase-3底物進(jìn)行細(xì)胞毒性檢測,APC與T細(xì)胞共培養(yǎng)過夜后顯示殺傷事件。納升小室215被選中導(dǎo)出,下游測序獲得高質(zhì)量的α和β鏈序列。

Beacon DiscoveryTM在Opto® T細(xì)胞分析工作流程中成功解析了MART-1 T細(xì)胞行為,與Beacon®在單T細(xì)胞加載、芯片納升小室利用率、T細(xì)胞解分選效率和序列回收率等關(guān)鍵指標(biāo)上表現(xiàn)一致。



圖7:Beacon®與Beacon DiscoveryTM在重復(fù)工作流程中的性能對比。



圖8:Beacon DiscoveryTM平臺與工作流程為細(xì)胞療法開發(fā)全周期提供優(yōu)勢。

總結(jié)

Beacon DiscoveryTM在Opto® T細(xì)胞分析工作流程中成功解析了MART-1 T細(xì)胞行為,與Beacon®在單T細(xì)胞加載、芯片納升小室利用率、T細(xì)胞解分選效率和序列回收率等關(guān)鍵指標(biāo)上表現(xiàn)一致。該平臺的多模態(tài)實時功能分析生成數(shù)據(jù),加速發(fā)現(xiàn)并改善治療結(jié)果,為細(xì)胞療法開發(fā)全周期提供優(yōu)勢。Beacon DiscoveryTM不僅提升了研究效率,還為細(xì)胞療法的臨床轉(zhuǎn)化提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持,是加速ACT開發(fā)的理想選擇。


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