9类组织解离的常用方法以及应用方向全梳理
美天旎
1. 组织解离常用方法
组织解离主要依赖酶解法和机械分离法,或将两者结合以达到最佳效果
(1)酶解法(Enzymatic Digestion)
利用特异性蛋白酶水解构成组织结构的细胞外基质(ECM)和细胞间的连接蛋白,从而将细胞从组织微环境中释放出来。这是目前最主流且高效的解离方法。为防止死亡细胞释放的 DNA 导致细胞聚集,消化液中通常会添加 DNase I。
(2)机械分离法 (Mechanical Dissociation)
通过物理手段,如精细剪切、温和研磨、移液器吹打或自动化仪器震荡,破坏组织结构,分散细胞。此方法常用于结构松散的组织(如脾脏、淋巴结),或作为酶解法的辅助手段以增强解离效率。
(3)联合应用策略
大多数成熟的方案都采用「温和机械处理 + 高效酶解」的组合策略。首先通过机械方法将组织切成小块以增加酶作用的表面积,再进行酶解消化,最后通过轻柔的机械力辅助细胞的分散。这种策略旨在解离效率与细胞损伤之间取得最佳平衡。市面上已有成熟的自动化组织解离平台例如 gentleMACS 采用此种解离策略,极大地提升了效率,确保了结果的高活性、高得率和高重复性。
(4)常用消化酶及其作用
酶类别 |
主要作用 |
常用组织 |
胶原酶 (Collagenase) |
降解胶原蛋白,是应用最广的消化酶,适用于富含纤维的结缔组织。 |
肿瘤、皮肤、肌肉、肝脏、肺 |
胰蛋白酶 (Trypsin) |
降解细胞间粘附蛋白,作用较强,常用于上皮组织或粘性较强的组织。 |
上皮组织、胚胎组织 |
木瓜蛋白酶 (Papain) |
一种作用温和的广谱蛋白酶,对细胞表面抗原损伤小,适用于对酶敏感的组织。 |
脑组织 (特别是神经元) |
弹性蛋白酶 (Elastase) |
特异性降解弹性蛋白,用于富含弹性纤维的组织。 |
肺、大血管、皮肤 |
透明质酸酶 (Hyaluronidase) |
降解透明质酸,降低组织液粘度,常与其他酶联用以增强解离效果。 |
多种组织,常作为辅助酶 |
DNase I |
降解细胞死亡后释放的游离DNA,有效防止细胞团聚。 |
几乎所有酶解方案的必备成分 |
(5)主要实验流程
2.组织类型决定制备方案的差异
(1)方案差异化的决定因素
- 细胞外基质(ECM)的成分与密度:例如,纤维化肿瘤的胶原蛋白含量远高于脑组织。
- 细胞间连接的紧密程度:上皮组织的紧密连接比淋巴组织要牢固得多。
- 组织内源性酶的含量:胰腺等组织富含内源性蛋白酶,解离时易发生自溶。
- 目标细胞类型及其敏感性:神经元等细胞对酶解和机械力非常敏感,而肿瘤细胞通常较为耐受。
(2)一张表快速了解不同组织类型
组织类型 |
关键挑战 |
常用酶组合 |
消化条件 |
机械处理要点 |
肝脏 |
肝脏组织细胞连接复杂,包含实质细胞和非实质细胞,前者体积大且脆弱,后者紧密交织且数量少。 |
低浓度胶原酶 + DNase I |
温和释放,避免过度消化。 |
轻柔吹打,避免反复离心。 |
脑 |
细胞脆弱,含髓鞘和复杂的神经突起,易损伤。 |
木瓜蛋白酶或专用神经组织解离试剂盒。 |
极其温和,低温或短暂孵育。 |
避免剧烈吹打,使用温和震荡或特制解离仪。 |
皮肤 |
结构坚韧,分层明显,ECM致密。 |
胰蛋白酶 + 胶原酶 + 弹性蛋白酶。 |
消化时间较长,可能需分步消化(先分离表皮和真皮)。 |
需要较强的初始机械剪切。 |
肿瘤 |
高度异质性,常伴有纤维化和坏死区域。 |
专用肿瘤解离试剂盒(含多种酶的cocktail)。 |
根据肿瘤质地调整酶浓度和时间。 |
推荐使用自动化解离仪以保证标准化和高活性。 |
肾脏 |
结构复杂,消化平衡困难(肾小球vs肾小管)。常规方法易致细胞回收偏倚,且易产生细胞团块。 |
分步酶消化:先用温和酶组合,再用Ⅳ型胶原酶消化致密结构。 |
需快速处理,全程低温操作,及时终止消化。 |
推荐精细剪切而非研磨,消化后通过筛网过滤。 |
心脏 |
心肌细胞对缺氧和机械损伤高度敏感,极易死亡。纤维化组织处理困难。 |
胶原酶(I, Ⅱ, Ⅳ型)、胰蛋白酶、DNase I 组合。酶批次需优化。 |
分离高质量心肌细胞通常需要心脏灌注,可借助gentleMACS解离仪器进行心脏灌注。 |
灌注操作需精准,酶解中机械吹打需轻柔,避免磁力搅拌。 |
肌肉 |
结缔组织和胶原蛋白含量极高,结构致密。 |
高浓度胶原酶 + 弹性蛋白酶/中性蛋白酶 |
消化时间长,酶浓度高。 |
需要较强的机械力辅助,如多次研磨或吹打。 |
淋巴/脾脏 |
结构松散,细胞间连接较弱。 |
低浓度胶原酶或仅机械法,取决于目标细胞 |
消化时间短或无需酶解。 |
在细胞筛网上温和研磨或轻柔吹打即可。 |
血液 |
红细胞污染、PBMC的分离。 |
无需酶解 |
无需消化 |
使用Ficoll进行密度梯度离心、红细胞裂解。 |
神经组织的单细胞制备是所有组织类型中最具挑战性的领域之一,其制备方案需根据脑区、发育阶段和疾病模型进行精细化调整和优化。如对于胚胎或者新生脑组织,其髓鞘化低、ECM 松散以透明质酸为主,需要注重解离过程的温和处理。而成年神经组织因髓鞘致密,ECM 交联显著。必须采用更高强度、多酶联合且配合机械剪切和密度梯度去髓鞘的策略,以兼顾解离效率与细胞存活。
针对不同肿瘤类型,单细胞悬液制备需「因瘤施策」:血液瘤离心即可。实体瘤则先机械剪切,再以胶原酶、透明质酸酶和 DNA 酶破除致密细胞外基质,其中富含纤维和 ECM 胶原的胰腺癌或乳腺癌需更长酶解。对于常规 37℃ 长时间消化容易损伤目标细胞,有研究采用低温酶解方法进行改善;高级别肿瘤可借微流控按尺寸富集大且异质的细胞,低级别肿瘤因形态接近正常细胞需更温和条件,最终方案是在解离效率、细胞活力和亚群代表性之间动态权衡。
(3)特殊样本类型的处理考量
冷冻组织样本:冰晶的形成会严重损伤细胞膜,导致制备的单细胞活性普遍较低。因此,冷冻组织可以使用合适的缓冲液(如130-128-024)提取细胞核用于 snRNA-seq,对于复杂组织比如冷冻脑组织,也可以使用 Anti-Nucleus 磁珠(如130-132-997)进行进一步纯化以满足测序要求。
FFPE 样本(福尔马林固定石蜡包埋):甲醛固定导致蛋白质和核酸发生交联和片段化,无法用于制备活细胞。此类样本同样可以使用商业化试剂盒(130-134-089)分离细胞核进行 snRNA-seq 或使用解离试剂盒(130-118-052)解离分选后进行基因组分析。
- 自动化样本解离制备细胞平台
(1)传统细胞制备方法的局限性
传统的样本制备方法,尤其是对复杂实体组织(如肿瘤、脑组织、纤维化组织)的处理,长期以来严重依赖手动操作。手动解离,无论是通过机械剪切、研磨,还是化学酶解,都存在着难以克服的固有缺陷:
- 可重复性差: 操作者的技术熟练度、操作力度、时间控制等变量,都会导致批次间乃至同批次样本间的巨大差异,严重影响实验结果的可靠性。
- 细胞损伤严重: 过度的机械力或不精确的酶解时间与温度控制,极易破坏细胞膜的完整性,导致细胞活性显著下降,并可能选择性丢失某些脆弱的细胞亚群。
- 效率低下且耗时: 手动处理流程繁琐,耗费大量人力和时间,难以满足高通量研究的需求。
(2)自动化细胞制备
随着科学研究对数据质量和标准化要求的日益提高,样本制备流程的自动化和标准化已不再是一个选项,而是发展的必然趋势和主流。自动化组织解离平台通过集成的机械力、精确的温控和优化的酶解方案,将原本依赖个人经验的「手艺活」转变为标准化的工业流程。这不仅极大地提升了效率,更重要的是,它通过标准化的程序最大限度地降低了人为操作差异,确保了单细胞悬液的高活性、高得率和高重复性,为下游分析提供了可靠的起点。
(3)行业标杆:gentleMACS 自动化样本制备平台
在自动化样本解离领域,德国美天旎(Miltenyi Biotec)公司的gentleMACS平台是公认的行业标杆。它并非单一的仪器,而是一套集硬件、专用耗材和优化试剂于一体的完整生态系统,为研究人员提供了从组织到高质量单细胞的「一站式」标准化解决方案。
3.1 平台构成:硬件、耗材与试剂的协同生态
gentleMACS 平台的成功,源于其三大核心组件的无缝协同:
- gentleMACS Dissociator (解离仪): 作为平台的核心硬件,该仪器提供精确控制的、标准化的机械解离程序。其系列包括可处理 1~2 个样本的基础型号,以及可同时处理多达 8 个样本并带有独立温控加热模块的 gentleMACS™ Octo 八通道高通量型号。后者能够为每个样本提供 37°C 的精确孵育温度,确保酶解反应在最优条件下进行。搭载经验证优化过的解离程序:超过 80 个预定义的解离程序能满足绝大数不同组织的解离需求,此外还能针对样本创建定制化程序,解离几乎所有类型的组织。
- gentleMACS C 管: C 管是专为组织解离设计的密闭式一次性无菌耗材。其管盖中心集成了一个独特的转子-定子系统。当 C 管置于解离仪上时,仪器驱动转子高速旋转,对组织进行高效且温和的机械剪切和匀浆。全封闭的设计确保了整个过程的无菌性,并有效防止了样本间的交叉污染。
- 组织解离试剂盒:如果说解离仪和 C 管是「硬件」,那么针对不同组织优化的酶解试剂盒就是其「软件」。美天旎公司开发了覆盖几乎所有常见组织类型的专用试剂盒,如肿瘤、神经组织、皮肤、肝脏、肺等。每个试剂盒都包含经过严格验证的酶混合物和缓冲液,并与解离仪上的特定预设程序相匹配。
3.2 gentleMACS技术特点与科学优势
gentleMACS 平台通过其独特的设计,将复杂的组织解离过程简化为几个标准化步骤,其核心优势体现在以下几个方面:
技术特点 |
优势 |
标准化的机械力 + 优化的酶解方案 |
通过预设程序运行,确保每次解离的机械力强度和模式完全一致;结合特异性酶解试剂盒,实现了对特定组织的最优解离,从而获得极高的实验可重复性。 |
全封闭、无菌的 C 管系统 |
从样本加入到获取细胞悬液,全程在密闭的 C 管内完成,杜绝了交叉污染和环境微生物污染的风险,对于细胞培养和细胞治疗等无菌要求高的应用至关重要。 |
温和高效的解离过程 |
C 管的转子-定子结构能在短暂时间内高效解离组织,同时避免了传统研磨带来的剧烈机械损伤。这使得解离后的细胞保持高活性(通常>90%),并最大限度地保留了细胞表面抗原的完整性,非常适合流式细胞分选和分析。 |
广泛的组织兼容性与程序库 |
拥有庞大的、经过全球科研人员广泛验证的组织解离方案库。无论是柔软的脑组织,还是致密的纤维化肿瘤,都能找到相应的试剂盒和优化程序,体现了其强大的应用通用性。 |
高通量与自动化 |
gentleMACS 最多可同时处理 8 个样本,并集成加热功能,实现了从组织消化到匀浆的全自动化,显著减少了手动操作时间,将研究人员从繁琐的重复劳动中解放出来。 |
- 一表弄清组织解离试剂盒选择
组织类型 |
目标细胞/组织 |
试剂盒 |
货号 |
人源组织 |
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肿瘤 |
适用原发肿瘤,肿瘤转移灶,肿瘤活组织检验样本,人肿瘤异种移植物等。 |
Tumor Dissociation Kit, human |
130-095-929 |
脑部肿瘤 |
适用胶质母细胞瘤、成神经细胞瘤,髓母细胞瘤等恶性脑瘤 |
Brain Tumor Dissociation Kit (P) |
130-095-942 |
肾脏 |
用于制备肾组织单细胞悬液 |
Multi Tissue Dissociation Kit 1 |
130-110-201 |
皮肤-表皮 |
用于表皮中皮肤角质细胞的分离 |
Epidermis Dissociation Kit ACF, human |
130-103-464 |
皮肤-全皮 |
用于全皮中成纤维细胞分离 |
Whole Skin Dissociation Kit, human |
130-101-540 |
大鼠来源组织 |
|
|
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肺脏 |
用于肺部免疫细胞、内皮细胞的分离。不能获得肺泡细胞 |
Multi Tissue Dissociation Kit 2 |
130-110-203 |
视网膜 |
用于神经结合神经元(RGC)与穆勒细胞富集的解离,亦可用于大鼠全脑的解离 |
Neural Tissue Dissociation Kit, Postnatal Neurons |
130-094-802 |
心脏 |
可用于分离成年心脏中成纤维细胞或内皮细胞等非心肌细胞的解离 |
Multi Tissue Dissociation Kit 2 |
130-110-203 |
为从新生大鼠 (P0-3) 心脏中分离可搏动心肌细胞,用于体外培养,甚至用于构建组织工程心脏而特别优化的温和解离试剂盒,同样可支持心脏内皮细胞、心脏前体细胞、心脏成纤维细胞等多种细胞的分离。 |
Neonatal Heart Dissociation Kit, mouse and rat |
130-098-373 |
|
肝脏 |
用于分离肝实质细胞的解离 |
Liver Perfusion Kit, mouse and rat |
130-128-030 |
脑 |
用于分离成年全脑所有神经及非神经细胞的解离 |
Adult Brain Dissociation Kit, mouse and rat |
130-107-677 |
用于分离脑组织神经干细胞及前体细胞的解离,两种酶制剂配方,用于不同抗原表位。 |
Neural Tissue Dissociation Kit (P), Neural Tissue Dissociation Kit (T) |
130-092-628, 130-093-231 |
|
脂肪 |
用于富集腹股沟、腋部或内脏脂肪等来源的干细胞、前体细胞、免疫细胞或间质细胞的解离。不能获得脂肪细胞。 |
Adipose Tissue Dissociation Kit, mouse and rat |
130-105-808 |
肌肉 |
用于骨骼肌的解离,可获得如星状细胞、肌细胞等,不能用于成熟肌小管的获取。 |
Skeletal Muscle Dissociation Kit, mouse and rat |
130-098-305 |
小鼠来源组织 |
|
|
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小鼠来源肿瘤 |
用于原发肿瘤,肿瘤细胞系诱导肿瘤,基因诱导肿瘤等肿瘤组织单细胞制备 |
Tumor Dissociation Kit, mouse |
130-096-730 |
脑部肿瘤 |
用于基因工程诱导或基于细胞系及肿瘤异种移植物建立的脑瘤组织单细胞制备 |
Brain Tumor Dissociation Kit (P) |
130-095-942 |
脾脏 |
用于脾脏单细胞悬液制备后对免疫细胞尤其树突状细胞的获取 |
Spleen Dissociation Kit, mouse |
130-095-926 |
淋巴结 |
用于单细胞悬液制备后对免疫细胞的获取 |
Spleen Dissociation Kit, mouse |
130-095-926 |
肺脏 |
用于分离免疫细胞、内皮细胞的解离,不能获得肺泡细胞 |
Lung Dissociation Kit, mouse |
130-095-927 |
肝脏 |
用于肝脏内免疫细胞、肝窦内皮细胞、星状细胞及Kupffer细胞等非实质细胞获取 |
Liver Dissociation Kit, mouse |
130-105-807 |
用于肝实质细胞获取 |
Liver Perfusion Kit, mouse and rat |
130-128-030 |
|
肠道 |
用于分离肠道固有层免疫细胞的解离 |
Lamina Propria Dissociation Kit, mouse |
130-097-410 |
皮肤-表皮 |
用于表皮的解离,尤其是皮内朗格汉斯细胞的分离 |
Epidermis Dissociation Kit ACF, mouse |
130-095-928 |
皮肤-全皮 |
用于分离全皮组织包括T、DC、巨噬细胞等多种免疫细胞的解离 |
Multi Tissue Dissociation Kit 1 |
130-110-201 |
脂肪 |
用于富集腹股沟、腋部或内脏脂肪等来源的干细胞、前体细胞、免疫细胞或间质细胞的解离。不能获得脂肪细胞。 |
Adipose Tissue Dissociation Kit, mouse and rat |
130-105-808 |
全脑 |
用于分离成年全脑所有神经及非神经细胞的解离 |
Adult Brain Dissociation Kit, mouse and rat |
130-107-677 |
用于分离脑组织神经干细胞及前体细胞的解离,两种酶制剂配方,用于不同抗原表位。 |
Neural Tissue Dissociation Kit (P), Neural Tissue Dissociation Kit (T) |
130-092-628, 130-093-231 |
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神经炎症小鼠脑和脊髓 |
用于实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)模型小鼠或其他神经炎症小鼠的脑、脊髓组织温和解离,可高效获取 T 细胞、B 细胞、巨噬细胞 等多种浸润免疫细胞。 |
Multi Tissue Dissociation Kit 1 |
130-110-201 |
神经球 |
专为 原代神经干细胞体外培养形成的神经球 单细胞解离而设计,不影响细胞多能性与扩增能力。 |
Neurosphere Dissociation Kit (P) |
130-095-943 |
心脏 |
用于分离成年心脏中成纤维细胞或内皮细胞等非心肌细胞的解离 |
Neonatal Heart Dissociation Kit, mouse and rat |
130-098-373 |
用于分离成年心脏中非心肌细胞的解离 |
Multi Tissue Dissociation Kit 2 |
130-110-203 |
|
用于心肌细胞灌注获取 |
Heart Perfusion Kit, mouse |
130-134-266 |
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前列腺 |
用于单细胞悬液制备 |
Multi Tissue Dissociation Kit 1 |
130-110-201 |
肾脏 |
解离后可能对下列表面抗原存在降低影响:CD8a, CD19,CD45R(B220),CD25,CD44,CD69,NK1.1,Ter119 |
Multi Tissue Dissociation Kit 2 |
130-110-203 |
肌肉 |
用于骨骼肌的解离,可获得如星状细胞、肌细胞等,不能用于成熟肌小管的获取。 |
Skeletal Muscle Dissociation Kit, mouse and rat |
130-098-305 |
胚胎 |
用于高质量、高得率得胚胎成纤维细胞(MEF)制备得的小鼠胚胎解离 |
Multi Tissue Dissociation Kit 3 |
130-110-204 |
FFPE组织 |
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FFPE组织 |
专门为从 FFPE 组织中高效、快速地分离细胞核而开发,用于后续 RNA 测序分析,例如 10x Genomics 的 「Chromium Fixed RNA Profiling」 检测 |
The FFPE Tissue Dissociation Kit for RNA Profiling |
130-134-089 |
用于温和、快速且有效地从人 FFPE 组织切片中生成单细胞悬液。随后可用于分离癌细胞、流式细胞术或分子分析(如 bulk DNA 测序) |
The FFPE Tissue Dissociation Kit |
130-118-052 |
附表1 以人肿瘤解离试剂盒为例,细胞表面抗原保留验证信息
稳定
中度敏感
高度敏感
Anti-CLA |
Anti-LGR5 |
CD4 |
CD27 |
Anti-CLIP |
Anti-MICA/MICB |
CD5 |
CD28 |
Anti-CX3CR1 |
Anti-NKp80 |
CD6 |
CD29 |
Anti-DCIR |
Anti-Notch2 |
CD8 |
CD31 |
Anti-DLL1 |
Anti-PTK7 (CCK-4) |
CD9 |
CD32 |
Anti-DR-3 |
Anti-ROR-1 |
CD10 |
CD33 |
Anti-FceRla |
Anti-SSEA-1 |
CD11a (ITGAL) |
CD35 |
Anti-Fibroblast |
Anti-SSEA-4 |
CD11b |
CD36 |
CD11c |
CD38 |
Anti-fMLP receptor |
Anti-TCR-Va7.2 |
Anti-Galectin-3 |
Anti-TCR-V01 |
CD13 |
CD39 |
Anti-HLA Class I B8 |
Anti-TCR-V32 |
CD14 |
CD40 |
CD15 |
CD41b |
Anti-HLA Class I Bw6 |
Anti-TCRα/β |
Anti-HLA-ABC |
Anti-TCRγ/δ |
CD16 |
CD42a |
Anti-HLA-B12 |
Anti-TSPAN8 |
CD18 |
CD43 |
Anti-HLA-DQ |
CD1a |
CD19 |
CD44 |
Anti-HLA-DR |
CD20 |
CD1c (BDCA-1) |
CD45 |
Anti-HLA-DR, DP, DQ |
CD1d |
CD21 |
CD45RA |
Anti-HLA-E |
CD2 |
CD22 |
CD45RB |
Anti-Jagged2 |
CD3 |
CD24 |
CD45RO |
Anti-KLRG1 |
CD4 |
CD25 |
CD46 |
CD47 |
CD90 |
CD158b(KIR2DL2/DL3) |
CD240DCE |
CD49a |
CD95 (FAS) |
CD158e(KIR3DL1) |
CD49b |
CD244 (2B4) |
CD96 (TACTILE) |
CD158e/k |
CD258 (LIGHT) |
CD49d |
CD97 |
CD161 |
CD262 |
CD49e |
CD99 |
CD162 |
CD49f |
CD266 (FN14) |
CD101 |
CD163 |
CD268 |
CD51 |
CD103 |
CD171 (L1CAM) |
CD270 (HVEM) |
CD52 |
CD53 |
CD172a (SIRPα) |
CD105 |
CD104 (Integrin β4) |
CD271 (LNGFR) |
CD172b |
CD276 |
CD54 (ICAM-1) |
CD177 |
CD106 (VCAM-1) |
CD282 (TLR2) |
CD55 (DAF) |
CD56 |
CD180 (RP105) |
CD284 |
CD107a (LAMP-1) |
CD107b |
CD181 (CXCR1) |
CD294 |
CD57 |
CD111 |
CD182 (CXCR2) |
CD298 |
CD182 (CXCR2) |
CD58 (LFA-3) |
CD116 |
CD184 |
CD300e (IREM-2) |
CD61 |
CD119 |
CD185(CXCR5) |
CD300f (IREM-1) |
CD132 |
CD122 (IL-2Rβ) |
CD192 (CCR2) |
CD303 (BDCA-2) |
CD62P |
CD123 |
CD193 (CCR3) |
CD312 (EMR2) |
CD63 |
CD127 |
CD194 (CCR4) |
CD314 (NKG2D) |
CD64 |
CD62E (E-Selectin) |
CD196 (CCR6) |
CD317 (PDCA-1) |
CD66abce |
CD133/1 |
CD197 (CCR7) |
CD318 (CDCP1) |
CD66b |
CD133/2 |
CD197 (CCR7) |
CD324 (E-Cadherin) |
CD66c |
CD137L (4-1BBL) |
CD200 |
CD326 (EpCAM) |
CD68 |
CD138 |
CD202b (TIE-2) |
CD328 (Siglec-7) |
CD71 |
CD138 |
CD205 (DEC205) |
CD337 (NKp30) |
CD72 |
CD140b |
CD208 (DC-LAMP) |
CD352 |
CD73 |
CD141 (BDCA-3) |
CD209 (DC-SIGN) |
CD354 (TREM-1) |
CD74 |
CD142 |
CD217 (IL-17RA) |
DCIR |
CD79a |
CD144 (VE-Cadherin) |
CD218 (IL-18Ra) |
CD82 |
CD146 |
CD220 |
CD84 |
CD147 |
CD221 (IGF-1R) |
CD85a (ILT5) |
CD148 |
CD222 |
CD85j (ILT2) |
CD151 |
CD226 (DNAM-1) |
CD85k (ILT3) |
CD156a (ADAM8) |
CD229 (Ly-9) |
CD89 |
CD87 |
CD156c (ADAM10) |
CD230 (PrP) |
- Stable |
CD88 (C5AR) |
CD57 |
CD158a (KIR2DL1) |
CD158a/h (KIR2DL1/DS1) |
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CD111 |
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CD235a (Glycophorin A) |
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- 组织解离细胞应用
细胞异质性研究 (Cellular Heterogeneity Research): 通过单细胞测序(scRNA-seq, scATAC-seq等),分析单个细胞的基因表达、染色质开放状态等,绘制高分辨率的细胞图谱,揭示发育过程、疾病机制和药物响应的细胞异质性。
- 体外模型构建 (In Vitro Model Construction):
- 初代细胞培养 (Primary Cell Culture): 在短期内研究最接近生理状态的细胞功能。
- 稳定细胞系建立 (Stable Cell Line Establishment): 通过转染等手段建立,用于长期、可重复的实验。
- 类器官构建 (Organoid Construction): 利用干/祖细胞构建,在体外模拟器官的复杂结构和功能。
- 细胞功能分析与分选 (Functional Analysis and Sorting): 利用流式细胞术 (Flow Cytometry) 对细胞进行多参数分析(如表面/内部蛋白表达)、计数、活力评估,并通过荧光激活细胞分选(FACS)技术实现高纯度目标细胞群的分离。
- 转化医学与药物开发 (Translational Medicine & Drug Development):
- 细胞治疗 (Cell Therapy): 将分离、纯化甚至基因改造后的功能性细胞(如CAR-T细胞)回输至患者体内。
- 药物筛选 (Drug Screening): 利用初代细胞作为更具生理相关性的模型,评估候选药物的有效性和毒性。
表 应用导向的细胞制备方案优化
下游应用 |
核心质量指标 |
制备策略侧重点 |
关键优化参数 |
单细胞转录组测序 (scRNA-seq) |
高活性 (80%)、RNA完整性好 |
快速、温和、低温。最大限度减少细胞应激反应和物理损伤,以「冻结」细胞真实的转录状态。 |
酶的温和性 (如木瓜蛋白酶)、消化时间(宁短勿长)、机械力强度、全程4°C操作、使用RNA酶抑制剂。 |
细胞培养/细胞系建立 |
高增殖能力、无菌、高纯度 |
严格无菌操作。彻底去除消化酶、细胞碎片和死细胞,确保细胞健康,为后续贴壁和增殖创造良好条件。 |
无菌技术、清洗步骤的彻底性、死细胞去除效率、消化终止的可靠性。 |
流式细胞分析/分选 |
单细胞分散状态好、表面抗原完整 |
保护细胞膜表面蛋白。选择对目标抗原影响小的酶,并彻底去除细胞团块,防止堵塞流式细胞仪。 |
酶的选择(避免过度破坏抗原表位)、过滤步骤的有效性(使用合适的筛网孔径)、避免EDTA等影响抗体结合的试剂。 |
细胞治疗 |
极高活性、高纯度、功能完整性、无菌无内毒素 |
遵循GMP级别的生产规范。所有试剂和操作流程都必须经过严格验证,确保最终产品的安全性和有效性。 |
试剂等级、严格的无菌保证、功能性验证assays、内毒素检测。 |
药物筛选 |
生理功能代表性、批次间一致性 |
保证制备过程的标准化和可重复性,以确保不同批次、不同实验组之间的结果具有可比性。 |
建立并严格遵守标准化操作流程(SOP)、进行严格的质量控制(QC)。 |