精准捕获CTCs，稀有细胞分离的“神”级助手
时间：2024-01-31 阅读：545
肿瘤的转移和扩散主要是通过循环肿瘤细胞（CTCs）实现的。这些CTCs会从生长中的肿瘤中由于机械损伤等原因不断脱离，然后在血液中进行传播扩散。尽管大部分CTCs在进入外周血后会发生凋亡或被吞噬，但仍有少数能够逃逸这些防御机制，最终在新的部位形成转移灶。大量实验证明，CTCs的出现与晚期癌症患者的预后密切相关。
CTCs检测作为一种简单的血液检测，可随时获取用于评估患者的预后。然而，由于CTCs极为稀少，往往是上万个细胞中才能找到一个，因此它们的分离和捕获需要极其精准的技术。
CellCelector Flex全自动无损细胞分离系统就是这样的挑取神器！
图1. CellCelector Flex挑取CTCs流程
在抽血后1小时内，使用细胞分离试剂盒富集患者来源的 CTCs。利用不同Marker对富集的CTCs进行染色后，通过CellCelector Flex分离出单个细胞或 CTCs 簇，并将其放入含有裂解液的PCR管内进行下游分析。得益于CellCelector Flex在挑取和接种细胞过程中对细胞无损伤，这些细胞还可以被嫁接到小鼠体内，用于建立肿瘤模型。
Nature 夜间肿瘤更有转移能力[1]
苏黎世联邦理工学院的Nicola Aceto团队首次在乳腺癌患者和小鼠乳腺癌模型中观察到循环肿瘤细胞（CTCs）生成动力学的模式。他们研究发现，大多数自发的CTCs内渗事件都发生在睡眠期间，而且在休息时生成的CTCs比活动时生成的CTCs更易发生转移。
文章对CTCs进行了分类，将其分为三种：单个CTC（Single CTC）,CTC簇（CTC Clusters），以及CTC-白细胞簇(CTC-WBC)，而CTC-白细胞簇的转移能力和杀伤更大。
图2. 左图展示了三种CTCs的CellCelector Flex图像，可以通过CellCelector Flex的软件设定细胞大小和荧光阈值等对三种CTC进行区分，并进行挑取；
右图展示了CTC-WBC嫁接到小鼠后，相较于其他类型的CTCs，展现出了更强的杀伤力
通过CellCelector Flex挑取三种循环肿瘤细胞，并将其移植到小鼠体内。研究表明，夜间睡眠期间产生的乳腺癌循环肿瘤细胞很容易转移，而白天活动期间产生的循环肿瘤细胞则缺乏转移能力。
图3. 左图：将ZT4（夜间）的三种CTCs用Cellcelector挑取后，嫁接到小鼠上；右图：通过生物发光成像发现夜间的CTCs具有更强的转移能力
研究团队对这些循环肿瘤细胞用CellCelector Flex进行挑取后，对它们进行了单细胞RNA测序分析。结果显示，有丝分裂相关基因在夜间睡眠期间的CTCs中显著上调，与白天CTCs相比，在夜间脱离肿瘤的循环肿瘤细胞分裂得更快，因此更可能形成肿瘤转移。
图4. 夜间细胞分裂相关基因表达多
Cancers 斑马鱼中研究CTCs的转移[2]
目前用于研究肿瘤早期扩散的小鼠异种移植模型存在局限性，因此需要另一种动物模型进行替代。斑马鱼已成为研究人类疾病包括癌症转移的宝贵工具。最近发表在《Cancers》上的一篇文章中提出了一种新的工作流程，将CTCs注入斑马鱼胚胎，为研究CTCs在斑马鱼中的转移潜能提供了一个重要的模型。文章中利用CellCelector Flex不同孔径的毛细管技术和精密的机械臂转移技术成功将挑取到的CTCs注射到斑马鱼中，并测试了细胞在斑马鱼胚胎中的分布和存活情况。
将EGFP标记的MDA-MB-231细胞注射到斑马鱼胚胎中。注射的细胞分散到斑马鱼胚胎的各个区域，包括头部、躯干和尾巴。在 1 dpi（注射天数）时，平均有38.6±14.8个细胞播散到头部区域，30±15.5个细胞播散到躯干区域，123 ±31.4个细胞播散到尾部区域，尾部扩散的CTCs最多，这可能和尾部是血液形成部位有关。然而，在3dpi时，只有30±20.5个细胞位于头部，16.3±10.2个细胞位于躯干，46.3±19.5个细胞位于尾部。这表明大约 50% 的注射细胞在1 到3dpi之间死亡并消失，与头部区域相比，躯干和尾部区域丢失的细胞更多。
图5. CellCelector Flex捕捉的斑马鱼CTCs图像
图6. 1dpi和3dpi时头部、躯干和尾部的CTCs绝对数量
文章还用CellCelector Flex将转移乳腺癌（MBC）患者体内分离出的CTCs注射到斑马鱼胚胎中，在不同部位中进行同样的统计。
使用Cellcelector Flex进行细胞挑取有以下优势
多达14个荧光通道进行细胞成像
多种规格毛细管，实现单细胞到细胞团，球体的挑取和分离
位移精确度≤+/-1μm，确保细胞准确挑取和注射
温和轻柔的挑取，对细胞无损伤，实现高达95%以上的细胞活率
使用和维护简单，速度快，通量高
Cellcelector Flex配备了多种规格的玻璃毛细管，结合高精度的分离机器臂位移技术，可以轻松实现单细胞和细胞团的挑取和注射。目前，已经有几十篇文章应用了Cellcelector Flex挑取CTCs。挑取和接种稀有细胞，怎能不爱CellCelector Flex？
-参考文献-
[1] The metastatic spread of breast cancer accelerates during sleep. Nature,2022
[2] DanioCTC: Analysis of Circulating Tumor Cells from Metastatic Breast Cancer Patients in Zebrafish Xenografts. Cancers,2023