哺乳动物单细胞研究技术的现状与未来

近年来,生命科学和医学的基础研究已深入到单细胞阶段。单细胞研究为揭示生命活动的基本规律、探索细胞异质性、提高对疾病发病机制的认识等提供了重要的线索和依据,同时,单细胞技术已被应用于日常实践中,如法医学和临床生殖医学。单细胞研究中使用的技术也在不断变化,并越来越复杂。文中主要介绍单细胞分离技术,包括手工挑取、激光捕获显微切割和微流控技术,以及单细胞中DNA、RNA和蛋白质分析方法的各种技术。此外,文中总结了近年来生命科学和医学领域的主要单细胞研究成果,讨论了单细胞相关技术和研究的不足,并介绍了其未来的发展方向。     

微流控芯片分析技术在生化研究中的应用进展

综述了微流控芯片分析技术在生物和化学领域中进展,主要从药物筛选、PCR、细胞研究和微流控芯片电泳4个方面总结目前的进展。     

激光捕获显微切割技术及其在植物研究中的应用

若要获得植物特定类型细胞的准确信息,首要的是获得同质的目标细胞。近年发展起来的激光捕获显微切割技术能够在显微镜下准确、快捷地获得所需要的目标细胞群甚至是单个细胞,从而成功地解决了组织中细胞异质性问题。文章概述了激光捕获显微切割技术的原理、注意的问题以及在植物科学研究中的应用和前景。     

微流控芯片技术在细胞生物学研究中的应用进展

20世纪90年代以来,微流控芯片技术得到了快速发展。由于具有小型化、集成化、高通量、低消耗、分析快速等特点,微流控芯片作为一种新型的生物学研究平台,能够提供传统方法不具备的精细和可控制的细胞研究条件,在细胞生物学研究领域中得到了广泛关注。该文主要介绍其在细胞培养、分选、裂解、计数、凋亡检测、迁移、单细胞捕获、细胞间作用等方面的研究进展。     

单细胞组学技术及其在植物保卫细胞研究中的应用

单细胞组学技术在动物研究中已经得到广泛应用,但在植物学领域尤其是保卫细胞研究中还处于起步阶段。由保卫细胞构成的气孔承担着植物生命过程中水分散发及气体交换大门的作用。将单细胞组学技术应用到保卫细胞功能解析中将有助于了解保卫细胞参与的基本生理过程。该文综述了植物单细胞组学技术的发展、保卫细胞研究现状及单细胞组学技术在植物保卫细胞研究中的初步应用,为借助该技术解决植物生物学中保卫细胞发育、代谢及对环境胁迫响应等基本问题提供研究思路和方法。     

单细胞转录组测序技术在细胞分类中的应用

多细胞有机体的细胞类型多且复杂,细胞间普遍存在异质性。目前,单细胞转录组测序(single-cell RNA sequencing,scRNA-seq)技术是一项新兴的研究单个细胞转录水平的技术,其从数千个平行的细胞中生成转录谱,揭示个体细胞基因组的差异性表达,反映细胞间的异质性,从而鉴定出不同细胞类型,形成组织或器官的细胞图谱,在生物和临床医学等领域发挥重要作用。该文在对scRNA-seq测序平台进行阐述和比较的基础上,着重介绍其在神经系统和免疫系统细胞类型探索中的应用,并且总结scRNA-seq与空间转录组技术相结合的研究成果。     

激光显微切割技术及其在植物学研究中的应用

激光显微切割技术是目前最为成功的解决组织中细胞异质性问题的技术。介绍了激光显微切割技术的产生和影响因素,并对其在植物基因表达分析、植物生殖和胚胎发育研究、代谢物分析以及植物与微生物互作等方面的研究做简单综述。     

单细胞RNA测序技术在病毒研究中的应用

单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术已经成为不同领域中研究细胞异质性的有效工具。在病毒研究领域中,利用该技术分析病毒和细胞的转录组,可以在单细胞水平上检测病毒感染的动态变化,了解病毒与细胞间复杂的相互作用。本文简述了scRNA-seq技术,着重介绍病毒感染宿主细胞后scRNA-seq研究的最新进展,同时也描述了细胞周期、基因表达、细胞状态等细胞异质性对病毒感染过程的影响,以及病毒变异对其本身感染过程的影响。此外,本文还分析了scRNA-seq在研究病毒–宿主互作动态变化方面具有的独特优势,及其在病毒研究领域中广阔的应用前景,为揭示病毒的感染与致病机制、抗病毒靶标的开发等提供参考。     

植物单细胞转录组测序研究进展

单细胞转录组测序是一种在单细胞水平上研究基因表达的技术.多孔板法和液滴法是目前应用于植物研究的两类主要的单细胞转录组技术.首先概述了植物单细胞转录组测序的技术原理和数据分析流程,然后介绍了植物单细胞转录组的研究进展,重点阐述了单细胞转录组测序技术在鉴定植物细胞类型、揭示细胞演化轨迹和构建细胞间调控网络中的应用.单细胞转...     

单细胞测序技术在干细胞领域的研究进展

细胞异质性是生物体内普遍存在的一种特性,这种特性容易受外界因素的影响,甚至是单一类型的细胞在生长环境发生改变时,其基因表达也可能出现变化并产生差异。干细胞是一类具有无限自我更新和分化潜能的特殊类型的细胞,在胚胎组织发育和成体组织的动态平衡中发挥了重要作用。单细胞测序为分析包括干细胞在内的细胞异质性提供了强有力的工具,这种技术可通过更加准确的方式剖析细胞异质性。该文综述了近年来发展起来的单细胞测序技术,包括单细胞分离、基因组扩增和测序分析,并讨论了它们在干细胞(包括多能干细胞、肿瘤干细胞和组织特异性干细胞)研究中的应用。     

染色体显微切割技术及其在植物中的应用研究进展

染色体微切割与微克隆技术首先在动物和人类上得到应用,随着PCR技术的发展,该技术在植物遗传与进化研究等方面也得到了较为广泛应用。本文就植物染色体显微切割和微克隆技术的原理、主要操作规程以及在植物中应用的研究现状、存在问题进行了综述。     

磁性细胞分选技术的应用与生物学评价

磁性细胞分选技术是一种利用超顺磁性纳米复合材料进行细胞分选的细胞高度特异性快速分选技术,在免疫学、干细胞学、肿瘤学和临床医学等领域应用广泛。本文综合阐述了磁性细胞分选技术的分类和应用,讨论了近几年出现的几项基于磁性细胞分选的新技术和面临的挑战。重点分析了磁性细胞分选产品生物学评价的必要性,并提出了10项与磁性细胞分选产品相关的生物学评价技术参数：得率、纯度、无菌、细胞毒性、细胞形态、活率、细胞的光散射特性、细胞的荧光抗体标记能力、细胞活化、细胞增殖,该评价技术参数的提出对磁性细胞分选规范化应用具有重要的推动作用。     

肠道菌群与植物多糖相关性研究进展

对植物多糖与肠道菌群相关性的研究进展进行综述,为植物多糖的研究与利用提供科学依据。     

基于C6流式细胞仪平台应用FRET技术在活细胞中研究蛋白质相互作用

荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)显微镜技术被广泛应用于在活细胞中研究蛋白质相互作用。随着流式细胞术(fluorescence activated cell sorting,FACS)的发展与应用,FACS-FRET技术不但可以检测活细胞中蛋白质相互作用,还可以进行定量统计分析。由于流式细胞仪价格昂贵、FRET技术对荧光基团发光光谱的特殊要求等原因,目前为止FACS-FRET技术仅仅被应用到一些特殊的科学研究。为了解决这些问题,构建了一对新的FRET荧光基团EGFP-m Cherry,并且在小型流式细胞仪C6上检测了EGFP-m Cherry融合蛋白的FRET信号,最后使用已明确有相互作用关系的p53蛋白和MDM2蛋白做验证,证明了所构建的EGFPm Cherry可以作为检测FRET信号的荧光基团。不仅促进了FACS-FRET技术的发展,还为人类疾病治疗的药物作用靶点研究提供了有利的研究手段。     

高通量筛选系统在定向改造中的新进展

酶和细胞工厂是工业生物技术的核心,在医药、化工、食品、农业、能源等诸多领域发挥重要作用.一般天然酶和细胞均需通过分子改造提高其催化效率、稳定性及立体选择性等.定向改造为快速改善酶和细胞工厂的性能提供了可能性,其中灵敏可靠的高通量筛选方法是决定酶和细胞工厂成功高效定向改造的关键.文中阐述并分析讨论了各种筛选方法的优缺点、...     

蛋白质组学技术在恶性肿瘤研究中应用的新进展

人类基因组计划的完成使人类进入后基因组时代,蛋白质组学有了飞速的发展。作为基因的产物,蛋白质在人类的生命活动中扮演了重要的角色,21种不同的氨基酸可以根据遗传基因组合成数量庞大的蛋白质,而且又由于蛋白质的翻译后修饰使得蛋白质在表型上千变万化。不同的蛋白质在人体内具有相应的功能,而就现今发病人数不断增加,发病年龄越发年轻的肿瘤而言,蛋白质在其发生发展、侵袭以及转移等生物学特为中也起到了至关重要的作用。随着蛋白质组学的理论和技术的不断发展,该理论和技术已经被广泛应用于研究恶性肿瘤的发生和发展机制、侵袭和转移机制、各种生物标志物和药物作用靶点及赖药机制等方面的研究,发现了不少与之相关的差异性表达蛋白质。本文主要对蛋白质组学技术在恶性肿瘤研究中应用的最新进展进行了综述。     

植物RACK1蛋白研究进展

RACK1（蛋白激酶C受体）是一种色氨酸-天门冬氨酸域（WD40结构）重复蛋白。它是一种多功能支架蛋白, 结合来自不同转导通路的信号分子并在多种哺乳动物发育过程中起关键作用。在植物中也存在RACK1同源基因, 如拟南芥基因组有3个编码RACK1蛋白质的基因, 这3个蛋白质与哺乳动物RACK1在氨基酸水平的相似性都超过75%。此外, 植物RACK1蛋白质包含的WD40数量、位置和蛋白激酶C结合位点的结构域在很大程度上是保守的。该文对植物RACK1蛋白的发现、结构及其在信号转导方面的功能进行综述。     

Efficient GFP‐labeling and analysis of spermatogenic cells using the IRG transgene and flow cytometry

Spermatogenesis is a highly ordered developmental program that produces haploid male germ cells. The study of male germ cell development in the mouse has provided unique perspectives into the molecular mechanisms that control cell development and differentiation in mammals, including tissue‐specific gene regulatory programs. An intrinsic challenge in spermatogenesis research is the heterogeneity of germ and somatic cell types present in the testis. Techniques to separate and isolate distinct mouse spermatogenic cell types have great potential to shed light on molecular mechanisms controlling mammalian cell development, while also providing new insights into cellular events important for human reproductive health. Here, we detail a versatile strategy that combines Cre‐lox technology to fluorescently label germ cells, with flow cytometry to discriminate and isolate germ cells in different stages of development for cellular and molecular analyses.