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行业消息

Cell刊稿:徕卡共聚焦助力类器官模子展开新冠病毒医治研讨

宣布时候:2019-06-18 阅读次数:858次


每台徕卡装备都有它怪异的定位,咱们要做的便是保障其经得起时候的磨练,阐扬它们应有的代价。明天,给大师带来的是徕卡客户用共聚焦产物SP5在《Cell》杂志上颁发的题为“Inhibition of SARS-CoV-2 Infections in Engineered Human Tissues Using Clinical-Grade Soluble Human ACE2”的研讨论文[1]。存眷COVID-19研讨热门的同时给大师先容一下徕卡显微镜对高端研讨体系成立的助益。



进入2020年以来,遭到环球各界人士存眷最多的无疑是新冠肺炎(COVID-19或SARS-CoV-2)病毒及其衍生事务了。疫情时期,科研职员们火力全开,为尽早开辟出“解药”而分秒必争。另外一方面,国际支流期刊不吝篇幅地报导科研任务者们对COVID-19的最新研讨停顿。学术顶级期刊《Cell》于4月24日刊发了一篇由三个科研团队(瑞典卡罗琳斯卡学院、西班牙巴塞罗那理工学院和奥天时迷信院)的迷信家们连系颁发的研讨论文,研讨指出,hrsACE2(重组可溶性人源血管严重素转化酶2)能有用按捺COVID-19病毒对宿主细胞的传染(图1)。值得注重的是,该研讨操纵的hrsACE2卵白作为一种医治急性呼吸拮据综合征(ARDS)的药物,已经由过程了I期和II期的临床尝试[2,3],后续临床转化为期不远。以是,本论文供给了COVID-19病毒传染初期医治的新方式。



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图1 论文图文择要[1]



先容研讨成果之前,让咱们先领会一下这篇论文操纵的研讨体系,作者是在一种工程化构造——类器官(Organoid)中展开的研讨。类器官是由多能干细胞或特定器官来历的祖细胞在体外培育前提下分解构成的器官样构造[4]。今朝,科研任务者已成功完成对肠道、肝脏、肾脏、大脑等很多构造的类器官培育,并将其利用到疾病模子成立、药物挑选、药物宁静性评估和类器官移植等相干研讨中(图2)。能够说,类器官算是在学术界“小着名望”的高端研讨体系了,其相干研讨的文章不乏大牛之作。2017年,类器官体系还被《Nature Method》杂志评比为2017年度手艺[5]。咱们明天存眷的研讨中就操纵了人源血管类器官和肾脏类器官(图1)。


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图2 类器官制备和利用远景简图[4]



常识点:类器官的必备特征[4] 

(1) 必须包罗原器官特同性的细胞;

(2) 必须表现出原器官一些独有的功效;

(3) 必须构成与原器官类似的布局。




言反正传,咱们看看明天这篇《Cell》论文是若何“养成”的。因为COVID-19病毒与2003年SARS病毒存在必然的类似性,迷信家们很快找到COVID-19病毒在宿主细胞外表的关头受体ACE2(与SARS病毒受体不异)。作为“ACE2是SARS病毒刺突卵白(Spike protein)受体”的发明团队,本文的作者们持久存眷ACE2卵白的功效和相干药物的研讨意向,第临时候想到了用临床级hrsACE2阻断COVID-19病毒外表刺突与宿主ACE2卵白连系从而按捺其传染才能(图1)。研讨思绪清楚后,尝试在团队协作下疾速推动,在分手和判定COVID-19病毒后,作者先经由过程尝试肯定hrsACE2能特同性的按捺COVID-19病毒对细胞株的传染(图3)。




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图3 hrsACE2按捺COVID-19病毒的细胞传染才能[1]



在鼠源重组可溶性ACE2(mrsACE2)处置组为阳性成果的陪衬下,细胞尝试完善收官,成果喜人。为了进一步考证hrsACE2在构造内的感化,作者选用了类器官研讨体系检测了hrsACE2卵白对病毒二次传染才能的影响。血管类器官(图4)和肾脏类器官(图5)中的成果显现hrsACE2能有用按捺COVID-19病毒对类器官的传染。此中,精彩清楚的类器官标记份子共聚焦检测图片和红线高亮的统计学差别也足以感动《Cell》的主编和审稿人。


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图4 hrsACE2按捺COVID-19病毒传染血管类器官[1]


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图5 hrsACE2按捺COVID-19病毒传染肾脏类器官[1]



祝贺客户的研讨论文行云流水般刊稿。不得不提,这篇文章从2月分手获得COVID-19病毒毒株到4月文章《Cell》见刊,笔者对COVID-19病毒研讨组的任务效力真是服气到“orz”。


感慨该研讨团队飞普通任务效力之余,让咱们存眷一下作者操纵的共聚焦产物——徕卡SP5,真堪称老骥伏枥,志在千里!SP5的上市时候能够追溯到2005年,时至本日,咱们正在履历SP8(2012年上市)的时期,行将迎来徕卡共聚焦新品STELLARIS的时期(敬请紧密亲密存眷徕卡近期产物宣布信息)。但是,每年在高程度期刊颁发的高文中,仍能看到SP5共聚焦“助攻”高端研讨的佳作。足以看出徕卡产物的不变性遭到高端研讨体系的喜爱。


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图6 徕卡共聚焦光谱成像研发汗青



徕卡在共聚焦范畴的研发出产,汗青悠长,各类立异设想不胜列举(图6)。早在1998年,徕卡反动性地操纵了棱镜分光来替换滤片分光,率领共聚焦成像跨入了光谱时期;2002将全能的声光可调分光器AOBS引入共聚焦,代替传统的二向色镜;2008年又再次首创性地将白激光引入共聚焦范畴。白激光、AOBS及棱镜分光三者的完善连系,使得共聚焦成像在光谱维度上同时完成了激起、分光和发射三方面的完整自在。2018推出的DIVE多光子体系,经由过程立异的4Tune设想,初次完成多光子NDD外置检测器的光谱自在,再一次率领多光子成像进入了光谱时期。



Leica 共聚焦新品:STELLARIS

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图10 徕卡共聚焦新品STELLARIS


参考材料:

[1] Vanessa M, Hyesoo K, Patricia P, et al. Inhibition of SARS-CoV-2 infections in engineered human tissues using clinical-grade soluble human ACE2. Cell, 2020, 181: 1–9

[2] Haschke M, Schuster M, Marko P, et al. Pharmacokinetics and Pharmacodynamics of Recombinant Human Angiotensin-Converting Enzyme 2 in Healthy Human Subjects. Clinical Pharmacokinetics, 2013, 52(9):783-792.

[3] Khan A, Benthin C, Zeno B, et al. A pilot clinical trial of recombinant human angiotensin-converting enzyme 2 in acute respiratory distress syndrome. Critical Care, 2017, 21(1):234.

[4] Lancaster MA, Knoblich JA. Organogenesis in a dish: Modeling development and disease using organoid technologies. Science, 2014, 345(6194):283-283.

[5] Method of the Year 2017: Organoids. Nature Methods, 2018, 15(1):1-1.



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