TIGR組織無酶研磨技術(shù)的介紹及其在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域的應(yīng)用
01. TIGR技術(shù)簡介
TIGR是一種基于反向旋轉(zhuǎn)的機(jī)械解離裝置，通過預(yù)先編程的交替切割和研磨步驟，快速、高效地從固體組織中分離出單個活性細(xì)胞，無需使用酶類試劑。這項技術(shù)不僅快速，還保留了細(xì)胞的生物活性和形態(tài)完整性，為后續(xù)的診斷和治療提供了可靠的基礎(chǔ)。
02. 臨床應(yīng)用背景
手術(shù)期間快速準(zhǔn)確的組織病理診斷對臨床決策至關(guān)重要。目前常用的術(shù)中咨詢病理學(xué)方法耗時、勞動力成本高，并需要受過訓(xùn)練的病理學(xué)家的專業(yè)知識。TIGR技術(shù)的引入，提供了一種快速、無標(biāo)記的固體組織活檢診斷方法，通過評估懸浮的單個細(xì)胞的物理表型，實現(xiàn)了對活檢樣本的快速、無標(biāo)記分析。
03. TIGR技術(shù)的優(yōu)勢
1. 快速分離活性細(xì)胞：TIGR能夠快速從實體組織中分離出活單個細(xì)胞，處理時間少于5分鐘。
2. 保持細(xì)胞活性和產(chǎn)量：TIGR處理的細(xì)胞活性在70-90%，與酶解法相似，且細(xì)胞產(chǎn)量與組織類型有關(guān)。
3. 無酶處理：TIGR不需要昂貴的酶和特殊存儲條件，降低了成本和操作復(fù)雜性。
4. 代表性細(xì)胞群：TIGR可能更接近實際組織中的細(xì)胞群，適合無偏倚的細(xì)胞群分析。
5. 保持細(xì)胞特性：快速的TIGR處理有助于保持細(xì)胞的生化和生物物理特性，減少在其他方法中可能發(fā)生的降解。
04. RT-FDC技術(shù)的應(yīng)用
1. 結(jié)合TIGR和RT-FDC技術(shù)，研究團(tuán)隊能夠區(qū)分基于圖像提取的物理參數(shù)的組織細(xì)胞亞群，無需先驗知識或額外的分子標(biāo)記。
如圖1所示，使用組織研磨機(jī)分離小鼠結(jié)腸，并通過RT–FDC（實時熒光和可變形細(xì)胞測定法）進(jìn)行分析。
EpCAM和CD45細(xì)胞表面標(biāo)記物染色的細(xì)胞散點圖。
在EpCAM陽性群體中，可以根據(jù)物理參數(shù)（例如亮度和細(xì)胞大�。┑拿芏瓤梢詤^(qū)分出7個細(xì)胞亞群。
2. 這種方法在炎癥性腸病診斷中顯示出巨大潛力，通過無監(jiān)督的維度降低和邏輯回歸，準(zhǔn)確區(qū)分了小鼠和人類活檢樣本中的健康和腫瘤組織。
圖2 | 小鼠結(jié)腸組織中腫瘤和健康組織細(xì)胞的物理表型分析
我們的研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤組織中的細(xì)胞的機(jī)械特性與對照樣本顯著不同，表明我們的方法在檢測結(jié)直腸癌方面具有潛力。圖2a-c中單個小鼠的代表性圖表顯示，腫瘤中的細(xì)胞與其健康對應(yīng)物相比，細(xì)胞大小更大，變形更高。對所有32個樣本的分析表明，腫瘤中的細(xì)胞具有顯著較高的平均細(xì)胞大小、變形和面積比，效應(yīng)大小從中等到強（圖2d、e和g）。腫瘤樣本還表現(xiàn)出更大的異質(zhì)性，如圖2c中廣泛的分布以及細(xì)胞大小和面積比的標(biāo)準(zhǔn)偏差顯著增加（圖2d和g）。
05. 實驗結(jié)果
研究團(tuán)隊篩選了不同的小鼠組織，并評估了機(jī)械解離組織后的細(xì)胞產(chǎn)量、存活率以及RT-FDC測量的可行性。他們展示了僅基于圖像提取的物理參數(shù)就可以區(qū)分組織細(xì)胞的亞群，增強了傳統(tǒng)的流式細(xì)胞術(shù)。此外，他們還檢查了來自小鼠和人類結(jié)腸的冷凍和新鮮活檢樣本，并通過主成分分析（PCA）和機(jī)器學(xué)習(xí)對多維數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，展示了RT-FDC可以區(qū)分健康和癌變組織。
06. 結(jié)論
TIGR技術(shù)的應(yīng)用范圍廣泛，不僅可以用于研究領(lǐng)域的細(xì)胞分析，也可以在臨床診斷中大顯身手。它不僅能夠用于術(shù)中診斷，還可以用于實時監(jiān)測疾病的進(jìn)展和治療效果，為臨床醫(yī)生提供了更加及時、精準(zhǔn)的診斷和治療方案。我們相信，TIGR組織單細(xì)胞懸液快速制備儀將成為未來醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重要工具，為人類健康事業(yè)作出更大的貢獻(xiàn)。
