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LeviCell™助力阿尔茨海默病研究 | 为神经退行性疾病的靶点发现提供可靠的样本处理方法

2023/06/29

阿尔茨海默病(AD)是世界上最常见的神经退行性疾病,但减缓其病程和症状的治疗策略尚未成功。科学家们在几十年来的研究中,发现AD发病机制与小胶质细胞和中枢神经系统中固有免疫细胞有重要关联。学术界用单细胞RNA测序在内的新技术揭示了AD中小胶质细胞的异质性细胞状态,并认为了解小胶质细胞的这种异质性将有助于确定AD的新治疗策略。而力微拓独特温和的分选方式将最大程度上保存小胶质细胞的原始表型,可准确反映机体内的细胞状态,并为有效的治疗方法提供可靠的样本处理方法。


图一 阿尔兹海默症患者




小胶质细胞的形态学变化是在中枢神经系统疾病中观察到的特征之一。健康成人大脑中的小胶质细胞通常表现出具有复杂的树突和小胞体形态,但是这些细胞形态特征会在各种病理条件(包括压力或伤害)下发生变化。临床研究证实AD患者通过免疫疗法去除β类淀粉样蛋白(Aβ)会导致分支小胶质细胞增加。因此,检查药物治疗后小胶质细胞功能的变化对于AD药效评估和疾病预后至关重要。


小胶质细胞通过多种功能调节大脑活动,如吞噬作用及促炎细胞因子释放。最新研究证实,小胶质细胞在AD损伤的急性阶段会分泌促炎细胞因子来发挥治愈作用,但在疾病的慢性状态下,同样的功能会加速疾病进程。因此小胶质细胞对中枢神经系统疾病来说是一把“双刃剑”。




学术界普遍认为对小胶质细胞的准确分类有助于找到AD新的治疗靶点。自2010年以来,小胶质细胞被简单的归类为“M1”(促炎)和“M2”(抗炎)。然而近年来,研究人员建议使用更精准的工具来进行细分。目前,单细胞转录组测序(scRNA-seq&snRNA-seq)是小胶质细胞异质性细胞状态研究的热门技术。2017年,以色列的科学家通过scRNA-seq技术对比正常和AD疾病模型大脑样本,鉴定了一组AD相关的Aβ斑块周围的小胶质细胞,称为DAM。


图二 疾病相关小胶质细胞(DAM)的发现流程



如图三所示,小胶质细胞从稳态到DAM以TREM2独立和依赖两个步骤依次激活。第一步涉及下调稳态标记,如P2ry12、Cx3cr1和Tmem119。第二步激活状态依赖于TREM2上调。在其他动物身上也观察到DAM样细胞疾病模型,如肌萎缩侧索硬化症和多发性硬化症。


图三 稳态小胶质细胞到DAM细胞的两步激活过程



DAM细胞中高表达的蛋白之一是整合素αX(ITGAX;也称为CD11c)。最新研究表明,DAM可能就是十多年前确定的CD11c+小胶质细胞,它在中枢神经系统疾病中发挥保护作用,可缓解神经损伤引起的慢性疼痛。同时,CD11c+小胶质细胞的转录组特征证实CD11c的免疫耐受作用以及CD11c+细胞对Aβ的摄取和溶酶体降解作用。综上所述,CD11c+小胶质细胞可能对AD起到保护作用,并且极有可能拓展成为AD治疗靶点的重要突破点。




针对疾病相关小胶质细胞(DAM)诱导机制(如图三)的治疗靶点可能是一种调节小胶质细胞的稳态/DAM形态转换的有效方法。这对改善病理性中枢神经系统的神经退行性变有着较大治疗潜力(Futabo et al.,2020)。然而,也有科学家认为CNS靶向治疗的目标就是维持稳态功能以及抑制促炎症或促进疾病的小胶质细胞,例如那些表现出激活的转录谱的细胞(Butovsky et al.,2020)。


而维持细胞原始表型正是LeviCell?温和细胞分选平台的最大特色优势之一,因为LeviCell?平台能在分选的整个过程中不对细胞进行抗体或者荧光标记,同时在整个分选过程中细胞处于1个psi的无特殊压力的状态下,能够保存原始的细胞表型。相对于小胶质细胞分选中常用的流式分选(图四)来说,LeviCell?温和分选(图五)能让后续的单细胞转录组测序等分析检测更加具备生物学意义,为AD等神经退行性疾病的靶点发现提供可靠的样本处理方法。


图四 传统的小胶质分选分析实验中通常使用流式分选。这个分选过程会导致细胞活力明显下降以及表型改变


图五 LeviCell?进行小胶质细胞富集分选的工作流程


如图六所示,LeviCell?在富集小胶质细胞的过程中保存稳态亚群。而与LeviCell?处理的样品相比,FACS导致更高比例的活化小胶质细胞,表现为与增殖和炎症相对应的标记物的表达增加。


图六 流式FACS与LeviCell?分选小胶质细胞效果对比


总之,针对疾病相关小胶质细胞诱导机制的治疗靶点可能是改善神经退行性变的一种方法。但是必须分离和富集处于天然稳态的小胶质细胞,才能阐明其参与和/或对不同神经退行性疾病的反应。在整个应用说明中,澳门新萄京下载已经能够通过使用温和、无标记的LeviCell?工作流程来进行稳态小胶质细胞的可靠分离和富集。




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力微拓(上海)生命科学澳门新萄京下载是塞力斯医疗科技集团股份澳门新萄京下载(603716.SH)与美国LevitasBio?在中国上海设立的集研发、生产、分销、市场推广、应用支持及售后服务为一体的合资公司,致力于将目前全球炙手可热的单细胞分析市场中的领先技术——美国LevitasBio?所独创的细胞分离、分选、富集系统LeviCell?引入中国。




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