共同探索生命未知领域,携手加速技术转化进程
在生命科学研究中,细胞成像与检测称得上是最基本也是最重要的技术之一。特别是近年出现的基于活细胞、多参数、实时、高通量的高内涵成像与检测技术,有力推动了分子生物学、遗传学、肿瘤生物学、免疫学、药理和药代动力学等多学科的发展。安捷伦 Cytation 面世 10 年来,随着 Cytation 3/5/1/7/C10 等多代产品的陆续推出,已经成为这项技术的代表性产品。

汕头大学医学院特聘教授卢玺峰可谓细胞成像与检测技术大幅进步的受益者,在包括 Cytation在内的多款安捷伦相关产品的助推下,他在脂质代谢领域做出诸多重要发现,为脂肪肝和家族性高胆固醇血症等棘手代谢疾病提供了新的治疗靶点。为了解更多详情,丁香园专程与卢玺峰教授和安捷伦助理副总裁兼细胞分析事业部大中华区总经理罗绍光先生进行了交流。
整合细胞成像与检测,提升基础科研工作效率
众所周知,脂质代谢异常与动脉粥样硬化的发生发展密切相关,是心血管疾病尤其是冠心病的独立危险因素。如何以脂质代谢异常为突破口,从中发现诱发疾病的新机制,并找到新的治疗靶点,是很多科学家关注的焦点。

卢玺峰教授长期关注脂质代谢,他带领研究团队首次发现肾素(原)受体((P)RR)能在转录水平上调控分拣蛋白(SORT1)与低密度脂蛋白受体(LDLR),并影响 LDL 的代谢过程。后续他又发现(P)RR 在脂质的合成与降解过程中具有关键作用,抑制肝脏 (P)RR 功能能够阻断高脂饮食导致的肥胖和脂肪肝,降低血脂和血糖水平,改善糖耐受。

卢玺峰教授表示,在从事这些研究的过程中,安捷伦一系列细胞成像与检测产品起到有力的助推作用。比如 BioTek Epoch 2 微孔板分光光度计,seahorse 细胞能量代谢分析仪等,都很好的满足了研究需求。

对于 Cytation 系列产品,卢玺峰教授更是不吝溢美之辞。他透露,当时看到对 Cytation 的介绍时,感到研究中遇到的难点和痛点借助 Cytation 都可以得到很好的解决,因此很快就做出了采购的决定。

罗绍光先生补充道,Cytation 系列产品是全球最早的imaging reader。它巧妙地整合了微孔板高内涵成像和多功能检测两大重要模式,并且两大模块的功能相互独立又可联动使用,这是目前市面上其他单独成像系统或者多功能酶标仪等设备无法达到的。

卢玺峰教授实验室最早使用的是 Cytation3,这也是 Cytation 的初代产品。此前实验室想要对同一批样品进行连续分析,比如说先是观察孔板里的细胞的生长状态,再进行荧光染色分析,而后还想进行一些下游的蛋白含量检测等。这样的研究需求需要借助不同的仪器来实现,但有了 Cytation 后,这一连串实验可以在一台仪器上完成,极大提高了研究效率。

之后,实验室又采购了 Cytation5。此代产品在继承既往优势的基础上,图像功能又做了进一步升级,使得实验动物组织病理切片的图像处理和拼接都可以在这台仪器上完成。尤其是实验室在开展自噬和能量代谢研究时,需要追踪两种荧光的比例和细胞器的定位,加之还设置了对照组和实验组,所需观察的细胞种类及数量较多,而 Cytation5 可以程序化地对整板样本自动观察,大幅减轻了研究者的工作负担。

卢玺峰教授还提到,Cytation 不仅整合了全自动的数字显微镜和多功能微孔板检测系统,而且软件功能也很强大。在此基础上,实验室的研究生挖掘出很多新鲜「玩法」,令人不得不叹服 Cytation 的灵活高效。
硬件与软件完美配合,推动高内涵筛选更上一层楼
近年来,集高通量微孔板成像、高分辨显微镜、单细胞分析等技术于一体的高内涵成像与检测技术赢得了生命科学研究者越来越多的关注。这类技术具有高通量、高分辨、多参数等方面的优势,通过单次实验即可快速地在细胞或亚细胞水平上同步获取形态、生长、分化、迁移及信号转导等多维表型信息。

在此次交流中,卢玺峰教授分享了研究团队利用 Cytation 开展高内涵筛选的尝试。在一项课题中,需要从灵芝等名贵中草药的化合物库中筛选降脂药物,库中含有700多个化合物,虽然在数量上与真正意义的高通量筛选尚有差距,但即便如此,如果完全由人力筛选的话,其工作量也是难以想象的。而借助 Cytation 高内涵细胞成像与检测功能,可高效地对候选化合物进行筛选,在某些实验环节还实现了自动化,最终找到两个具有较强降脂效果的分子,顺利完成预定课题目标。

谈到 Cytation 高内涵功能的使用感受时,卢玺峰教授特别强调了配套软件的易用性。他表示,大多数高内涵设备的配套软件的学习曲线非常陡峭,很难上手,熟练掌握需要花费大量的时间和精力。由于实验室学生的流动性,这一缺陷不仅影响研究的开展,而且难以充分发挥仪器的价值。而 Cytation 则不同,大多数的使用场景下,软件操作都很简单直观,少数需要复杂操作的情形通过安捷伦客服的及时响应也会很快得到解决。

罗绍光先生进一步介绍说,Cytation 从酶标仪发展而来,其操作软件继承了酶标仪软件界面友好,操作简便的特性。目前使用的GEN5专门为细胞成像及多功能检测所开发,可处理和分析广泛的样品类型。利用内置的强大的采集、处理和分析工具将原始数据和图像转换为有意义的结果,其内置的算法还可帮助研究者实现背景去除、解卷积(我们一般叫反卷积)、图像拼接和 Z 轴叠加以及 3D 渲染等。
集多功能于一体,打造细胞研究一站式解决方案
Cytation 面世于 2013 年,在迄今十年时间里,Cytation 帮助生命科学诸多领域的用户建立了靶点发现、高通量筛选、功能验证等多方面的应用方案。卢玺峰教授作为安捷伦细胞检测与分析产品的忠实用户,在被问及为何对这些产品如此青睐有加时,他坦陈,优秀的性能与服务再辅以富有吸引力的价格是最重要的因素。

他回忆道,2014年他从国外求学归来,计划组建独立的实验室,手中的科研启动费既要满足科研需求,也要精打细算做长远打算。如果显微镜、酶标仪、切片扫描仪等仪器分开采购,再加上高内涵的检测设备,没有小一千万根本下不来。但是 Cytation 只需要百万级门槛就能满足千万级的需求。

卢玺峰教授指出,Cytation 的优势不在于某几个性能指标处于业界领先地位,而是它的高度集成性,使之成为一个功能全面、性能优异,且价格可及的「工作站」式产品,为中小型实验室提供了一站式的解决方案。

对于卢玺峰教授的这一观点,罗绍光先生深表认同。他介绍说,Cytation 这一单词由「Cyto-(细胞)」和「-station(工作站)」合并而成,就蕴含了安捷伦希望它能够成为助力生命科学研究者开展细胞检测与分析的工作站之意。

罗绍光先生还表示,为了帮助 Cytation 在客户实验室尽早付诸应用,在购买仪器后,安捷伦会安排专人上门培训,确保客户能够尽快上手。在此之后,安捷伦一方面录制了仪器使用和软件操作的培训视频,供客户回放复习之用;另一方面,还有全方位的电话支持,在客户遇到使用问题时,随时提供帮助。

值得一提的是,安捷伦细胞分析事业部在客户支持方面配置了充足的力量,并专门设立了现场应用科学家(FAS,Field Applications Scientists)团队,大多数团队成员都是博士级别的科学家,可以协助客户在 Agilent BioTek 仪器和软件上进行实验规划和分析优化,其成员数量与销售人员的配比已接近 1:1,旨在尽可能短的时间内响应客户的需求。

除此之外,安捷伦还会定期举办「企业开放日(Open Day)」活动,邀请老客户和潜在客户参与其中,交流仪器使用的问题,展示仪器所能解决的科学问题,并会对没有掌握仪器使用的客户进行二次培训。

当前,生命科学是世界主要国家争相攀登的学术高地,生物药也是创新创业企业的热门赛道。罗绍光先生指出,无论是生命科学研究还是生物药的研发转化,大都涉及到灵活而广泛的细胞水平、活细胞水平,甚至是 3D 细胞核类器官水平的检测与分析。这对仪器的通量、模式兼容性要求是非常之高。

Cytation 这类的高通量多维度系统能够很好应对上述挑战,帮助客户快速高效地获得多重检测结果。安捷伦期待能与学术界和产业界的伙伴共同携手,探索生命未知领域,加速技术转化进程。