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腾讯登录“表里不一”的白血病细胞
| 导读 | 造血组织中包含大量处于不同成熟阶段的细胞。从造血干细胞到各类前体细胞，再到红细胞、中性粒、单核细胞等各类终末分化细胞，这一切构成了一个复杂的谱系。为了方便研究，科学家找到了一系列特异的表面Marker区分这些不同类型、不同成熟阶段的细胞。而这些表面Marker也被临床用做白血病诊断的重要依据。 |
青苹果往往比较酸，红苹果吃起来会比较甜--这是我们日常的生活经验。实际上，从事物表象推知其内在性质，已经成为我们的思维习惯。
这一思维习惯也被应用于血液学的研究。造血组织中包含大量处于不同成熟阶段的细胞。从造血干细胞到各类前体细胞，再到红细胞、中性粒、单核细胞等各类终末分化细胞，这一切构成了一个复杂的谱系。为了方便研究，科学家找到了一系列特异的表面Marker区分这些不同类型、不同成熟阶段的细胞。而这些表面Marker也被临床用做白血病诊断的重要依据。
2015年7月，美国斯坦福大学Garry Nolan实验室的一项研究刊登在Cell杂志上。从某种意义上讲，这项研究颠覆了以往人们对于白血病细胞表面Marker的认识。
简单的说，此项研究从细胞表面Marker和胞内信号通路的一致性这个角度来开展的。原始细胞和成熟细胞可以表面Marker来区分，例如，CD34 就是一个原始细胞的Marker；同样，我们应该也可以在细胞内部找到一些区分它们的marker，研究人员想到了在胞内起到重要作用的各种信号通路分子。
信号通路分子数量庞大，哪些可以为原始细胞特征的Marker呢？显然，这需要大量艰苦的筛选工作。对此，研究人员采用了一种新技术帮助其实现这一设想，这就是质谱流式技术（Mass Cytometry）。
质谱流式技术诞生只有短短几年时间。简单的说，它利用了ICP-Mass来检测细胞中的各种组分。因为蛋白等生物分子无法被ICP-Mass直接检测到，因此需要用带有金属元素标签的抗体对目标蛋白进行标记。由于ICP-Mass检测窗口很宽同时很高的信号分辨能力，因此质谱流式可以同时检测几十个目标蛋白而且没有相互干扰。
评论：
在当今主流的单细胞分析技术领域，质谱流式技术可为独树一帜。纵观其进行的研究项目，有相当一部分和癌症的临床检测、治疗密切相关。它所解决的主要问题在于在异常复杂的病人样本中寻找规律性，筛选出未来可以做为临床诊断、预测治疗效果的各类“Biomarker”. 对于白血病淋巴瘤以外的癌症类型，它们的表面marker往往没有血液系统研究的这么透彻，从信号通路这个角度来另辟蹊径确实值得深入的思考和研究。
延伸阅读：Data-Driven Phenotypic Dissection of AML Reveals Progenitor-like Cells that Correlate with Prognosis ，Cell. 2015 Jul 2;162(1):184-97.
造血系统的亚群分析需要使用大量的表面Marker
几十年以来，研究者一直在优化用来诊断的Marker组合，很少有人怀疑这个诊断体系的可靠性，因为这种诊断方法确实能解决很多实际问题，同时它又非常符合人类固有的思维习惯。2015年7月，美国斯坦福大学Garry Nolan实验室的一项研究刊登在Cell杂志上。从某种意义上讲，这项研究颠覆了以往人们对于白血病细胞表面Marker的认识。
简单的说，此项研究从细胞表面Marker和胞内信号通路的一致性这个角度来开展的。原始细胞和成熟细胞可以表面Marker来区分，例如，CD34 就是一个原始细胞的Marker；同样，我们应该也可以在细胞内部找到一些区分它们的marker，研究人员想到了在胞内起到重要作用的各种信号通路分子。
信号通路分子数量庞大，哪些可以为原始细胞特征的Marker呢？显然，这需要大量艰苦的筛选工作。对此，研究人员采用了一种新技术帮助其实现这一设想，这就是质谱流式技术（Mass Cytometry）。
质谱流式技术诞生只有短短几年时间。简单的说，它利用了ICP-Mass来检测细胞中的各种组分。因为蛋白等生物分子无法被ICP-Mass直接检测到，因此需要用带有金属元素标签的抗体对目标蛋白进行标记。由于ICP-Mass检测窗口很宽同时很高的信号分辨能力，因此质谱流式可以同时检测几十个目标蛋白而且没有相互干扰。
质谱流式可以帮助研究着从样本中获得大量单细胞数据
在这项研究中，总共收集得到了来自5例健康志愿者和16例AML病人的骨髓样本。细胞经过刺激后，研究人员利用质谱流式技术检测了样本细胞中16个表面Marker和15个信号通路分子。通过细致的数据分析，研究人员发现，在健康骨髓中有一类信号通路反应模式特异的出现在CD34+的原始细胞亚群中。而在AML病人骨髓中，具有这一反应模式的细胞并没有表现出统一的Marker表达模式。
利用质谱流式对健康人和AML病人骨髓进行信号通路和表面Marker的对比分析
（健康骨髓细胞表面Marker表达模式和胞内信号通路反应模式之间存在很好的对应性，但是在AML病人的骨髓中几乎没有。注意红色箭头所指的细胞亚群 ）
这就意味着，在AML病人样本中，有许多CD34阳性细胞具有成熟细胞的信号通路反应模式；一些CD34阴性的细胞的信号通路却具有原始细胞的特征。--这实际上在质疑表面Marker做为AML诊断依据的可靠性。
准确的诊断对癌症的临床治疗至关重要
结合临床病例，研究小组通过进一步的研究对比发现，相比使用表面Marker，这种基于信号通路的分析结果可以更加准确的预测AML病人临床预后。这对我们研究新的白血病以及其他癌症的诊断手段具有很大的启发意义。评论：
在当今主流的单细胞分析技术领域，质谱流式技术可为独树一帜。纵观其进行的研究项目，有相当一部分和癌症的临床检测、治疗密切相关。它所解决的主要问题在于在异常复杂的病人样本中寻找规律性，筛选出未来可以做为临床诊断、预测治疗效果的各类“Biomarker”. 对于白血病淋巴瘤以外的癌症类型，它们的表面marker往往没有血液系统研究的这么透彻，从信号通路这个角度来另辟蹊径确实值得深入的思考和研究。
为了让大家更深入的理解该短文中所讲述的内容，本网站特别收集到了由该研究项目的参与者所做的精彩讲座视频，敬请观看。
相关视频链接：National CyTOF Meeting 2014
延伸阅读：Data-Driven Phenotypic Dissection of AML Reveals Progenitor-like Cells that Correlate with Prognosis ，Cell. 2015 Jul 2;162(1):184-97.
（转化医学网360zhyx.com）
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