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新的成像分析管道有助于药物和疫苗的开发

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-21 09:45  浏览次数:0
摘 要:从测试药物到开发疫苗,对免疫系统的密切研究是改善现实世界健康状况的关键。T细胞是这项研究不可或缺的一部分,因为这些白细胞
 从测试药物到开发疫苗,对免疫系统的密切研究是改善现实世界健康状况的关键。T细胞是这项研究不可或缺的一部分,因为这些白细胞有助于调节人体对特定病原体的免疫反应。
 
利用点阵光片显微镜(LLSM)技术,科学家们已经能够在4-D内对单个细胞(如T细胞)进行仔细检查,但由于数据点有限,没有一种有效的方法来分析LLSM数据。
 
芝加哥大学普利茨克分子工程学院(PME)的研究人员于5月20日在《细胞系统》杂志上发表的一篇新论文介绍了一种解决方案,即用于晶格光片显微镜多维分析(LaMDA)的管道。
 
撰写这篇论文的普利茨克分子工程研究人员包括黄实验室小组的研究生吉利安·罗森博格和曹国帅。他们首先着手用高维显微镜研究T细胞的功能,然后确定需要一种有效的分析方法。因此,他们转向开发LaMDA管道。
 
曹说:“我们意识到这些图像令人惊叹,但由于缺乏可用的分析技术,这些图像没有得到充分利用。”。
 
为了填补这一空白,研究人员决定改变研究范式。他们没有把每个细胞当作一个数据点,而是找到了一种把每个分子当作一个数据点的方法,增加了数据点的总数。这使得进行复杂的分析成为可能。
 
罗森博格解释说:“我们已经开发了一个管道,可以对这些视频进行机器学习和复杂的分析,这在以前是不可行的。”这些分析使我们能够识别出肉眼无法识别的分子之间的差异。”
 
结合高维成像和大数据分析,LaMDA可以揭示甚至预测细胞状态。罗森博格认为,LaMDA最有前途的一个方面是它可以预测生物反应,而不需要复杂的实验。
 
需要更多的研究来进一步证实这种预测能力。然而,她解释说,“预测细胞状态和亚细胞信号的潜力是LaMDA非常强大的资产。”
 
这意味着LaMDA除了扩展T细胞生物学的知识外,还可以有许多医学应用,如药物测试和疫苗开发。
 
罗森博格说:“研究人员或制药公司可以利用LaMDA来确定某些药物是如何导致亚细胞信号的微妙变化的,亚细胞信号提供了药物安全性和有效性的信息。”。
 
她还说:“我们的LaMDA管道还可以扩展到开发治疗感染、癌症和自身免疫的肽疫苗,或者用于研究胸腺教育或外周耐受,这是T细胞生物学中两个非常重要的课题。”
 
尽管研究人员从研究T细胞受体开始,但创造LaMDA管道很快成为他们关注的焦点。利用之前已知的T细胞事实,他们能够验证LaMDA是一个有效的分析管道,可以扩展到其他研究领域。
 
罗森博格说:“虽然我们最终想了解更多关于T细胞的知识,但我们创建LaMDA的目的是为其他研究人员提供一个工具,用于未来的发现。”。该研究小组有意将LaMDA设计成便于其他科学家使用,包括那些可能不熟悉数据科学技术的科学家。
 
值得注意的是,研究人员只在几个不同的条件下,在单个分子中测试了LaMDA。”为了使这个管道更加健壮,它应该在其他细胞类型、分子和条件上得到验证,以证明其广泛的适用性,并解决任何潜在的不可预见的问题,”曹说。
 
有一天,研究人员希望LaMDA管道也可以用来研究多分子之间的相互作用。
 
 
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