Single Cell Sampling Using Micromanipulation: A Technique to Isolate Single Cells from Cancer Cell Suspension
JoVE Encyclopedia of Experiments
Cancer Research
0 weergaven • 2:10 min • April 30th, 2023
Loading...
Overzicht
Dit artikel demonstreert een nauwkeurige techniek voor het isoleren van enkelvoudige cellen uit een heterogene celsuspensie, wat downstream single-cell analyse mogelijk maakt. Het protocol maakt gebruik van een micromanipulator en een microcapillair systeem om individuele levende cellen fysiek te selecteren en over te brengen voor verdere genomische of moleculaire karakterisering.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Celbiologie
- Single-cell analyse
- Kankeronderzoek
Achtergrond
- Analyse op single-cell-niveau vereist de isolatie van individuele cellen uit complexe populaties.
- Traditionele bulk-analyse kan cellulaire heterogeniteit maskeren.
- Micromanipulatie maakt een hoogprecisie-selectie van doelcellen mogelijk.
- Geïsoleerde single cells kunnen worden gebruikt voor downstream-toepassingen, zoals whole genome amplification.
Doel van de studie
- Het presenteren van een betrouwbare methode voor het isoleren van enkele levende cellen uit een suspensie.
- Het mogelijk maken van downstream moleculaire karakterisering op single-cell niveau.
- Het demonstreren van het gebruik van micromanipulatie voor celisolatie.
Gebruikte methoden
- Bereiding van een kankercelsuspensie en overdracht naar een glazen objectglas.
- Het laten bezinken van de cellen om isolatie te vergemakkelijken.
- Gebruik van een microscoop uitgerust met een micromanipulator en een microcapillaire tip voor selectie van individuele cellen.
- Collectie van een enkele cel door zuiging en overdracht naar een collectiebuffer of lysis mastermix.
- Korte centrifugatie om het monster op de bodem van de buis te verzamelen.
Belangrijkste resultaten
- Efficiënte isolatie van enkele levende cellen uit een heterogene suspensie.
- Succesvolle overdracht van individuele cellen naar lysisbuffer voor downstream-analyse.
- Geminimaliseerde contaminatie en hoge precisie bij de celselectie.
- Het protocol ondersteunt daaropvolgende genomische toepassingen op single-cell niveau.
Conclusies
- De beschreven micromanipulatietechniek maakt betrouwbare isolatie van individuele cellen mogelijk.
- Deze methode is geschikt voor daaropvolgende genomische en moleculaire analyses op single-cell niveau.
- Isolatie met een hoge precisie vermindert contaminatie en behoudt de integriteit van de cellen.
Veelgestelde vragen
Wat is het belangrijkste voordeel van het gebruik van micromanipulatie voor isolatie van individuele cellen?
Micromanipulatie maakt een uiterst precieze selectie en isolatie van individuele levende cellen mogelijk, waardoor contaminatie wordt geminimaliseerd en de integriteit van het monster voor verdere analyse wordt gewaarborgd.
Wat voor soort monsters kunnen met deze techniek worden verwerkt?
Dit protocol is geschikt voor cellsuspensies, zoals kankercellijnen of primaire cellen, waarbij individuele cellen geïsoleerd moeten worden voor verdere studie.
Hoe wordt de enkele cel na isolatie overgebracht?
De geïsoleerde cel wordt opgevangen in een microcapillaire tip en vervolgens uitgestoten in een buis met opvangbuffer of lysis mastermix voor verdere verwerking.
Welke downstream-toepassingen worden mogelijk gemaakt door dit protocol?
Geïsoleerde individuele cellen kunnen worden gebruikt voor whole genome amplification, transcriptomische analyse of andere moleculaire karakteriseringen op single-cell niveau.
Hoe wordt de celviabiliteit behouden tijdens het isolatieproces?
De cellen worden na isolatie op ijs bewaard en het proces wordt snel uitgevoerd om de levensvatbaarheid en integriteit van de cellen te behouden.
Welke apparatuur is essentieel voor dit protocol?
Een microscoop uitgerust met een micromanipulator en een microcapillaire tip is essentieel voor precieze isolatie van individuele cellen.
Industriële Relevantie voor Management
Micromanipulatie op enkelcelniveau maakt de nauwkeurige isolatie van individuele kankercellen mogelijk, wat hoogresolutie moleculaire analyses in een later stadium ondersteunt. Deze capaciteit is cruciaal voor het ontrafelen van cellulaire heterogeniteit en het verhogen van het voorspellend vertrouwen in vroegtijdige ontdekkingen en translationeel onderzoek. De integratie van dergelijke precisie-isolatie in R&D-workflows verbetert de targetvalidatie en risico-gecorrigeerde portfoliobeslissingen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Maakt onderzoek naar cellulaire heterogeniteit op single-cell niveau mogelijk.
- Ondersteunt functionele targetvalidatie door het isoleren van specifieke celphenotypes.
- Faciliteert mechanische risicoreductie door nauwkeurige celselectie.
- Verbetert het voorspellend vertrouwen voor downstream moleculaire karakterisering.
Screening & Assayontwikkeling
- Bereidt gevalideerde single-cell monsters voor voor kwantitatieve downstream-assays.
- Ondersteunt de reproduceerbaarheid van assays door monstercontaminatie te minimaliseren.
- Maakt standaardisatie van inputmateriaal mogelijk voor high-content screening.
- Maakt een betrouwbare evaluatie van compound-effecten op individuele cellen mogelijk.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Sluit aan bij ziekterelevante systemen door zeldzame of resistente subpopulaties van kankercellen te isoleren.
- Ondersteunt de continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie door middel van single-cell genomische analyse.
- Maakt de identificatie van translationele biomarkers op single-cell niveau mogelijk.
- Vermindert biologische ambiguïteit bij de selectie van preklinische modellen.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze micromanipulatietechniek bevindt zich op het snijvlak van vroege ontdekking en preklinisch onderzoek, waardoor single-cell analyse van heterogene kankercelsuspensies mogelijk wordt.
- Ontdekkingsbiologie: Ondersteunt hypothesetesten en de verduidelijking van signaalpaden door het isoleren van gedefinieerde celtypen.
- Screening: Levert reproduceerbare, contaminatie-geminimaliseerde single-cell inputs voor downstream assays.
- Analytiek: Levert kwantitatieve single-cell outputs voor vergelijkende moleculaire analyse.
- Translationeel onderzoek: Faciliteert de ontdekking van biomarkers en de afstemming van ziektemodellen op single-cell niveau.
- Bedrijfsbrede herbruikbaarheid: Vestigt een herbruikbaar platform voor single-cell isolatie binnen diverse R&D-programma's.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellend vertrouwen en vermindert mechanistische ambiguïteit bij targetvalidatie.
- Operationele waarde: Standaardiseert single-cell isolatie met een hoge reproduceerbaarheid en minimale contaminatie.
- Strategische waarde: Maakt betere go/no-go beslissingen mogelijk door het leveren van cellulaire data met hoge resolutie.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering en de verdere ontwikkeling van discovery-assets.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist technische expertise in micromanipulatie en microscopie.
- Toegang tot een microscoop uitgerust met een micromanipulator en een microcapillair systeem is noodzakelijk.
- Strenge standaardisatie tussen teams is vereist voor reproduceerbaarheid.
- Aanpassing voor verschillende celtypen of suspensiecondities kan noodzakelijk zijn.
- De doorvoer is beperkt door de handmatige bediening en de snelheid van de celselectie.
Veelgestelde vragen over biopharma
Waarom is het testen van de nulhypothese belangrijk voor single-cell isolatie bij targetvalidatie?
Het toetsen van de nulhypothese waarborgt dat geobserveerde moleculaire verschillen tussen geïsoleerde enkelvoudige cellen en controles statistisch significant zijn, wat bijdraagt aan een robuuste targetvalidatie en het aantal fout-positieven in de vroege ontdekkingsfase vermindert.
Hoe past de isolatie van de onafhankelijke variabele in de workflow van de micromanipulatie?
Micromanipulatie maakt de precieze isolatie van individuele cellen als onafhankelijke variabelen mogelijk, wat gecontroleerde downstream-analyse toestaat en storende factoren in experimenten in de ontdekkingsfase minimaliseert.
Wat maken kwantitatieve metingen van afhankelijke variabelen mogelijk na single-cell capture?
Kwantitatieve metingen van genomische of moleculaire resultaten uit geïsoleerde enkelvoudige cellen maken een hogeresolutievergelijking van cellulaire fenotypen mogelijk, wat bijdraagt aan mechanistische inzichten en de prioritering van targets.
Waarom zijn replicatie-eisen cruciaal voor cross-functionele single-cell-studies?
Replicatie garandeert dat enkelcelisolatie en downstream-analyses reproduceerbaar zijn tussen verschillende teams, wat de betrouwbaarheid van gegevens ondersteunt en collaboratieve besluitvorming in R&D-pipelines mogelijk maakt.
Welke statistische analysecapaciteiten zijn vereist vóór de implementatie van single-cell micromanipulatie?
Een robuuste statistische analyse is nodig om single-cell-data te interpreteren, variabiliteit te beoordelen en bevindingen te valideren, om ervoor te zorgen dat de implementatie bruikbare inzichten oplevert voor de verdere ontwikkeling van de portfolio.
05:45
Micromanipulation van chromosomen in Insect spermatocyten
Gerelateerde video's
0 Bekeken
10:44
Eencellige Multiplex omgekeerde transcriptie Polymerase-kettingreactie na Patch-clamp
Gerelateerde video's
0 Bekeken
05:17
Micromanipulatie van circulerende tumor cellen voor downstream moleculaire analyse en gemetastaseerde potentiële beoordeling
Gerelateerde video's
0 Bekeken
07:27
Transcriptoom Analyse van de individuele cellen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
07:32
Snelle Isolatie van Viable circulerende tumorcellen van de patiënt Blood Samples
Gerelateerde video's
0 Bekeken
03:50
CTC Isolation from a Whole Blood Sample: A Method to Obtain CTCs from Murine Colorectal Cancer Model
Gerelateerde video's
0 Bekeken
02:30
Single Cell Sampling Using Laser Capture Microdissection: A Technique to Harvest Target Cells from a Heterogeneous Cell Population
Gerelateerde video's
0 Bekeken
09:51
Een microfluïdische platform voor High-throughput Single-cell Isolatie en Cultuur
Gerelateerde video's
0 Bekeken
10:12
Target cel pre verrijking en hele genoom versterking voor eencellige Downstream karakterisering
Gerelateerde video's
0 Bekeken
07:55
Geïntegreerde cel manipulatie platform in combinatie met de single-probe voor massaspectrometrie analyse van drugs en metabolieten in enkele schorsing cellen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 22 augustus 2026