新的方法来研究细胞如何响应病原体

一个桑迪亚国家实验室的Anup辛格领导的研究小组正在采取新的方法来研究免疫细胞是如何响应和暴露时间的最初几分钟的病原体。

他们的方法看上去在一个时间，因为他们开始尝试，以对抗入侵的病原体的细胞之一。

微尺度免疫研究实验室（MISL）大挑战，是在其内部实验室的定向研究和开发（LDRD）计划3年资金的第二的工作。桑迪亚国家实验室合作，对项目的得克萨斯大学医学分校（UTMB）的加尔维斯顿和美国加州大学旧金山分校（UCSF）。

桑迪亚国家实验室是国家核安全管理局（国家核安全局）实验室。

辛格说，研究人员正在研究在免疫反应中的早期事件感兴趣，当病原体侵入身体。了解早期的步骤可能会导致更好的方法来诊断和停止之前有症状和开发更有效的治疗方法的疾病。

现有的大多数进入免疫细胞如何响应的研究已经完成，在寻找大的细胞群。桑迪亚国家实验室的研究人员说，从一个人口众多的细胞中收集的信息可能会掩盖在单个细胞水平上的基本机制。

“细胞有不同的生命周期，就像任何生命。 ，“辛格说，并非所有的细胞暴露在同一时间病原体。 “我们想看看细胞在相同的生命周期和相同的传染性状态。这只能通过单元格。我们也希望研究一次人口，但一个细胞。“

这项研究是可能的，因为在几个桑迪亚国家实验室开发的工具的进步，包括：

• 微流体，使研究人员能够做的单细胞实验
• 先进的影像，可能与当前的商业成像技术使图像具有更高的信息内容的单个细胞的研究人员比
• 强大的计算模型，使研究人员能够从微流体分析和成像获得的数据的意义

真正的免疫细胞是短命的机构之外。为了做实验，他们希望的类型，研究人员需要的细胞，它可以苟延残喘多几个小时，有能力的增长，代表了人体免疫细胞的相关模型。他们获得了有需要的寿命在加州大学旧金山分校的合作者“永生的小鼠免疫细胞”，并接受免疫学研究的社会作为一个模型系统。

“我们的强大和良好的特点的细胞，从而真正简化了我们的新技术和方法的发展起点，”辛格说。他说：“我们很快就会与其他类型的细胞，不过，像白血细胞直接从人类患者隔离。我们的做法是设计要灵活地处理许多不同类型的细胞，而且它也最大限度地减少分析所需的细胞数，所以它应该使我们能够做一些独特的研究上罕见的细胞类型。“

在利益的细胞的蛋白质是用荧光分子标记，基本上是有色染料。染料范围从绿色变为红色，并给研究人员跟踪蛋白质和机会，例如，细胞内或细胞表面的蛋白质或蛋白质结合过程的动态生产。

该小组正在开发两种互补的微流控模块的一个平台 - 一个诱捕和成像活细胞在病原体刺激。其他结合细胞的准备步骤，蛋白质含量的分析，在选定的细胞亚群细胞的选择和排序。

“实际上，我们正在采取许多工作马技术，如共聚焦显微镜，流式细胞仪和免疫，并结合到一个紧凑的小型化平台，利用我们独特的微流体和成像工具，”辛格说。

高光谱与荧光成像多元曲线分辨率（MCR）是用于图像标签的蛋白质，并同时提供多种蛋白质的定量测量。我们的目标是在三个层面的时间来分析蛋白质和细胞污渍多达10至40。

成像和蛋白质分析的最终结果是必须分类和理解大量数据。计算模型，然后用来开发网络模型，从实验数据和预测建模产生下一步要测试的假设。

辛格说，使用集成的微流体平台桑迪亚国家实验室除了从世界各地。桑迪亚国家实验室的研究人员已经在微流体领域的工作 -科学的设计，制造，并制定设备和工艺处理为了纳升流体卷- 20世纪90年代以来，有一个很好地了解有关如何使用微流体分析细胞的活性。微流体平台是快速和高度并行的，并可以执行数百个测量比其它方法快50到100倍。

辛格说，最终目标是使一个小型化的台式系统，预计在两年左右。这将是摆在生物安全3级或4个实验室，以研究免疫反应，以高度的病原微生物。他指出，集成平台，生物试剂和计算模型，根据该项目开发已经超出传染病研究的适用性。这些技术也可用于研究疾病，如癌症或制药公司的生物标志物发现参与细胞信号。

更多信息可在roswell.ca.sandia.gov / anup 。

http://www.sandia.gov