Cytation 5 在漸凍癥早期診斷標(biāo)志物開發(fā)中的應(yīng)用
肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS），俗稱漸凍癥，是一種進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，患者肌肉會逐漸萎縮、無力，最終可能因呼吸衰竭死亡。由于病因復(fù)雜、治療手段有限，ALS 一直是醫(yī)學(xué)界亟待攻克的難題。有研究表明，線粒體功能障礙是 ALS 的關(guān)鍵特征之一，因此，監(jiān)測線粒體功能有望為 ALS 的早期診斷和治療監(jiān)測提供可靠策略。
近期，一項(xiàng)聚焦于監(jiān)測 ALS 中線粒體和血腦屏障功能障礙的熒光染料研究取得突破，相關(guān)成果發(fā)表于《BIOMATERIALS RESEARCH》雜志。
研究突破性進(jìn)展：新型熒光染料 ALS04 與 ALS05
這項(xiàng)研究的核心在于設(shè)計(jì)并合成了兩種新型近紅外熒光染料——ALS04 和 ALS05。這兩種染料具備優(yōu)異的線粒體靶向能力，可借助近紅外熒光成像技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測 ALS 小鼠模型中線粒體和血腦屏障的功能障礙。其中，ALS04 因分子量小、親脂性高，在線粒體中積累顯著，為 ALS 的早期診斷和治療監(jiān)測提供了有力支持。
研究方法：從合成到表征，從細(xì)胞到動物
01 合成與表征
研究團(tuán)隊(duì)首先合成了 ALS04 和 ALS05，并利用核磁共振儀（NMR）、高效液相色譜儀（HPLC）等儀器對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確認(rèn)和純度分析。隨后，通過吸收光譜儀和熒光光譜儀測量其吸收和發(fā)射光譜，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
02 血清結(jié)合與光穩(wěn)定性測試
為了評估 ALS04 和 ALS05 在體內(nèi)的分布和代謝監(jiān)測情況，研究團(tuán)隊(duì)使用了快速平衡透析裝置和 Cytation 5 細(xì)胞成像多功能微孔板檢測儀檢測兩種熒光染料與血清蛋白的結(jié)合率和光穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，ALS04 和 ALS05 在血清中具有較高的穩(wěn)定性，且與血清蛋白的結(jié)合率適中，有利于其在體內(nèi)的分布和成像。
03 活細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)使用 Cytation 5 的熒光成像模塊，評估了 ALS04 和 ALS05 在人神經(jīng)母細(xì)胞瘤 SH-SY5Y 細(xì)胞中的亞細(xì)胞定位、細(xì)胞攝取機(jī)制和細(xì)胞毒性。通過靶向性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) ALS04 主要在線粒體中積累，且與線粒體的共定位率顯著高于 ALS05。此外，ALS04 還顯示出對線粒體功能障礙的敏感性，為 ALS 的早期診斷提供了可能。
圖 2. 肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）熒光團(tuán)的亞細(xì)胞定位和滯留
04 動物實(shí)驗(yàn)
在動物實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)使用了 SOD1G93A 轉(zhuǎn)基因 ALS 小鼠模型來評估 ALS04 和 ALS05 的體內(nèi)分布、藥代動力學(xué)和靶向能力。通過小動物近紅外成像系統(tǒng)和 Cytation 5 的熒光成像功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測 ALS 小鼠模型中線粒體和血腦屏障的功能障礙。結(jié)果顯示，ALS04 在 ALS 小鼠模型中 BAT 中積累顯著減少，提示線粒體功能障礙；同時(shí)，在腦的 VT 區(qū)和 3v 中觀察到 ALS04 信號顯著增加，表明血腦屏障通透性增加。
研究結(jié)果：ALS04 成為 ALS 早期診斷的有力工具
研究結(jié)果表明，ALS04 憑借其優(yōu)異的線粒體靶向能力和對線粒體功能障礙的敏感性，成為了有價(jià)值的非侵入性成像工具，為 ALS 的早期診斷和治療監(jiān)測提供了新的思路和方法。
未來展望：從實(shí)驗(yàn)室到臨床
這個研究特別強(qiáng)調(diào)了早期 ALS 生物標(biāo)志物的探索，重點(diǎn)關(guān)注線粒體功能障礙和血腦屏障破壞作為疾病監(jiān)測的關(guān)鍵指標(biāo)。研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化 ALS04 和 ALS05 的性能，并探索它們在人類樣本或臨床試驗(yàn)中的應(yīng)用。期待這項(xiàng)研究能夠早日轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，為 ALS 患者帶來更多的希望和福音。
Cytation 5 的多功能應(yīng)用：將細(xì)胞實(shí)驗(yàn)效率提升 30%
Cytation 5 細(xì)胞成像多功能微孔板檢測儀：率先開發(fā)了將微孔板檢測與活細(xì)胞表型分析相結(jié)合的檢測模式，為研究者打造真正的一站式細(xì)胞檢測與成像分析工作流程，是近年來微孔板檢測技術(shù)開發(fā)中創(chuàng)新與實(shí)用的代表！
在整個研究過程中，Cytation 5 發(fā)揮了重要的作用，被用于多個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：
01 血清結(jié)合實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：評估 ALS04 和 ALS05 與血清蛋白的結(jié)合率。
✦實(shí)驗(yàn)過程：使用快速平衡透析裝置（RED device）進(jìn)行血清結(jié)合實(shí)驗(yàn)，隨后將樣品置于 Cytation 5 中進(jìn)行熒光強(qiáng)度的測量。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：通過測量熒光強(qiáng)度計(jì)算出了 ALS04 和 ALS05 與血清蛋白的結(jié)合率，為后續(xù)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)提供重要藥代動力學(xué)數(shù)據(jù)。
02 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：評估 ALS04 和 ALS05 對細(xì)胞的毒性作用。
✦實(shí)驗(yàn)過程：將細(xì)胞與不同濃度的 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用 CCK-8 試劑盒和 Cytation 5 進(jìn)行細(xì)胞存活率的測量。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：ALS04 和 ALS05 在低濃度下對細(xì)胞無顯著毒性，為后續(xù)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)提供了安全性依據(jù)。
03 細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：研究 ALS04 和 ALS05 在人神經(jīng)母細(xì)胞瘤 SH-SY5Y 細(xì)胞中的攝取機(jī)制。
✦實(shí)驗(yàn)過程：將細(xì)胞與不同濃度的 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用 Cytation 5 進(jìn)行熒光成像，以觀察熒光染料在細(xì)胞中的分布和攝取情況。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：通過熒光成像和強(qiáng)度分析，發(fā)現(xiàn) ALS04 主要通過主動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞，而 ALS05 的攝取機(jī)制可能更為復(fù)雜。
04 亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：研究 ALS04 和 ALS05 在細(xì)胞中的亞細(xì)胞定位，特別是它們與線粒體和溶酶體的共定位情況。
✦實(shí)驗(yàn)過程：將細(xì)胞與 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用特定的線粒體和溶酶體染料進(jìn)行染色，隨后使用 Cytation 5 進(jìn)行熒光成像和共定位分析。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：通過共定位分析，發(fā)現(xiàn) ALS04 主要在線粒體中積累，而 ALS05 在線粒體和溶酶體中均有分布，但共定位率較低。
05 線粒體功能障礙監(jiān)測實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：研究 ALS04 在監(jiān)測線粒體功能障礙方面的潛力。
✦實(shí)驗(yàn)過程：使用神經(jīng)毒素 MPP+ 誘導(dǎo)線粒體功能障礙后，將細(xì)胞與 ALS04 共孵育，隨后使用 Cytation 5 進(jìn)行熒光成像和強(qiáng)度分析。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：發(fā)現(xiàn) ALS04 與線粒體的共定位率隨 MPP + 濃度增加而降低，表明其能監(jiān)測線粒體功能障礙。
Cytation 5 創(chuàng)新性地將微孔板檢測與細(xì)胞成像及分析功能完美整合，其高靈敏度、高分辨率以及多功能性，使研究得以在分子和活細(xì)胞和水平上全面評估 ALS04 和 ALS05 的性能，不僅顯著提升了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性與可靠性，還大幅縮短了實(shí)驗(yàn)周期，為 ALS 的早期診斷和治療監(jiān)測研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
文獻(xiàn)鏈接：https://doi.org/10.34133/bmr.0162
相關(guān)產(chǎn)品：
Cytation 5 細(xì)胞成像多功能微孔板檢測系統(tǒng)
關(guān)于安捷倫細(xì)胞分析
安捷倫細(xì)胞分析平臺包括xCELLigence RTCA實(shí)時(shí)細(xì)胞分析儀、NovoCyte系列流式細(xì)胞儀、Seahorse能量代謝分析儀以及Synergy系列微孔板檢測儀和Cytation 系列（共聚焦）細(xì)胞成像多功能微孔板檢測儀。安捷倫細(xì)胞分析平臺聚焦基礎(chǔ)科研與細(xì)胞與基因治療產(chǎn)品的開發(fā)全流程，作為適配新一代療法的強(qiáng)大分析工具，提供多方位的細(xì)胞效力檢測和深度的細(xì)胞分析，并致力于研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)控以及臨床的全方位檢測與分析方案開發(fā)。
近期，一項(xiàng)聚焦于監(jiān)測 ALS 中線粒體和血腦屏障功能障礙的熒光染料研究取得突破，相關(guān)成果發(fā)表于《BIOMATERIALS RESEARCH》雜志。
研究突破性進(jìn)展：新型熒光染料 ALS04 與 ALS05
這項(xiàng)研究的核心在于設(shè)計(jì)并合成了兩種新型近紅外熒光染料——ALS04 和 ALS05。這兩種染料具備優(yōu)異的線粒體靶向能力，可借助近紅外熒光成像技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測 ALS 小鼠模型中線粒體和血腦屏障的功能障礙。其中，ALS04 因分子量小、親脂性高，在線粒體中積累顯著，為 ALS 的早期診斷和治療監(jiān)測提供了有力支持。
研究方法：從合成到表征，從細(xì)胞到動物
01 合成與表征
研究團(tuán)隊(duì)首先合成了 ALS04 和 ALS05，并利用核磁共振儀（NMR）、高效液相色譜儀（HPLC）等儀器對其化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行確認(rèn)和純度分析。隨后，通過吸收光譜儀和熒光光譜儀測量其吸收和發(fā)射光譜，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
02 血清結(jié)合與光穩(wěn)定性測試
為了評估 ALS04 和 ALS05 在體內(nèi)的分布和代謝監(jiān)測情況，研究團(tuán)隊(duì)使用了快速平衡透析裝置和 Cytation 5 細(xì)胞成像多功能微孔板檢測儀檢測兩種熒光染料與血清蛋白的結(jié)合率和光穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，ALS04 和 ALS05 在血清中具有較高的穩(wěn)定性，且與血清蛋白的結(jié)合率適中，有利于其在體內(nèi)的分布和成像。
03 活細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)使用 Cytation 5 的熒光成像模塊，評估了 ALS04 和 ALS05 在人神經(jīng)母細(xì)胞瘤 SH-SY5Y 細(xì)胞中的亞細(xì)胞定位、細(xì)胞攝取機(jī)制和細(xì)胞毒性。通過靶向性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) ALS04 主要在線粒體中積累，且與線粒體的共定位率顯著高于 ALS05。此外，ALS04 還顯示出對線粒體功能障礙的敏感性，為 ALS 的早期診斷提供了可能。
圖 2. 肌萎縮側(cè)索硬化癥（ALS）熒光團(tuán)的亞細(xì)胞定位和滯留
圖 S4. ALS04 和 ALS05 在 SH-SY5Y 細(xì)胞中的細(xì)胞攝取研究
04 動物實(shí)驗(yàn)
在動物實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)使用了 SOD1G93A 轉(zhuǎn)基因 ALS 小鼠模型來評估 ALS04 和 ALS05 的體內(nèi)分布、藥代動力學(xué)和靶向能力。通過小動物近紅外成像系統(tǒng)和 Cytation 5 的熒光成像功能，實(shí)時(shí)監(jiān)測 ALS 小鼠模型中線粒體和血腦屏障的功能障礙。結(jié)果顯示，ALS04 在 ALS 小鼠模型中 BAT 中積累顯著減少，提示線粒體功能障礙；同時(shí)，在腦的 VT 區(qū)和 3v 中觀察到 ALS04 信號顯著增加，表明血腦屏障通透性增加。
研究結(jié)果：ALS04 成為 ALS 早期診斷的有力工具
研究結(jié)果表明，ALS04 憑借其優(yōu)異的線粒體靶向能力和對線粒體功能障礙的敏感性，成為了有價(jià)值的非侵入性成像工具，為 ALS 的早期診斷和治療監(jiān)測提供了新的思路和方法。
未來展望：從實(shí)驗(yàn)室到臨床
這個研究特別強(qiáng)調(diào)了早期 ALS 生物標(biāo)志物的探索，重點(diǎn)關(guān)注線粒體功能障礙和血腦屏障破壞作為疾病監(jiān)測的關(guān)鍵指標(biāo)。研究團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步優(yōu)化 ALS04 和 ALS05 的性能，并探索它們在人類樣本或臨床試驗(yàn)中的應(yīng)用。期待這項(xiàng)研究能夠早日轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用，為 ALS 患者帶來更多的希望和福音。
Cytation 5 的多功能應(yīng)用：將細(xì)胞實(shí)驗(yàn)效率提升 30%
Cytation 5 細(xì)胞成像多功能微孔板檢測儀：率先開發(fā)了將微孔板檢測與活細(xì)胞表型分析相結(jié)合的檢測模式，為研究者打造真正的一站式細(xì)胞檢測與成像分析工作流程，是近年來微孔板檢測技術(shù)開發(fā)中創(chuàng)新與實(shí)用的代表！
在整個研究過程中，Cytation 5 發(fā)揮了重要的作用，被用于多個實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：
01 血清結(jié)合實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：評估 ALS04 和 ALS05 與血清蛋白的結(jié)合率。
✦實(shí)驗(yàn)過程：使用快速平衡透析裝置（RED device）進(jìn)行血清結(jié)合實(shí)驗(yàn)，隨后將樣品置于 Cytation 5 中進(jìn)行熒光強(qiáng)度的測量。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：通過測量熒光強(qiáng)度計(jì)算出了 ALS04 和 ALS05 與血清蛋白的結(jié)合率，為后續(xù)體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)提供重要藥代動力學(xué)數(shù)據(jù)。
02 細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：評估 ALS04 和 ALS05 對細(xì)胞的毒性作用。
✦實(shí)驗(yàn)過程：將細(xì)胞與不同濃度的 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用 CCK-8 試劑盒和 Cytation 5 進(jìn)行細(xì)胞存活率的測量。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：ALS04 和 ALS05 在低濃度下對細(xì)胞無顯著毒性，為后續(xù)體內(nèi)實(shí)驗(yàn)提供了安全性依據(jù)。
03 細(xì)胞攝取實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：研究 ALS04 和 ALS05 在人神經(jīng)母細(xì)胞瘤 SH-SY5Y 細(xì)胞中的攝取機(jī)制。
✦實(shí)驗(yàn)過程：將細(xì)胞與不同濃度的 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用 Cytation 5 進(jìn)行熒光成像，以觀察熒光染料在細(xì)胞中的分布和攝取情況。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：通過熒光成像和強(qiáng)度分析，發(fā)現(xiàn) ALS04 主要通過主動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制進(jìn)入細(xì)胞，而 ALS05 的攝取機(jī)制可能更為復(fù)雜。
04 亞細(xì)胞定位實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：研究 ALS04 和 ALS05 在細(xì)胞中的亞細(xì)胞定位，特別是它們與線粒體和溶酶體的共定位情況。
✦實(shí)驗(yàn)過程：將細(xì)胞與 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用特定的線粒體和溶酶體染料進(jìn)行染色，隨后使用 Cytation 5 進(jìn)行熒光成像和共定位分析。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：通過共定位分析，發(fā)現(xiàn) ALS04 主要在線粒體中積累，而 ALS05 在線粒體和溶酶體中均有分布，但共定位率較低。
05 線粒體功能障礙監(jiān)測實(shí)驗(yàn)
✦檢測目的：研究 ALS04 在監(jiān)測線粒體功能障礙方面的潛力。
✦實(shí)驗(yàn)過程：使用神經(jīng)毒素 MPP+ 誘導(dǎo)線粒體功能障礙后，將細(xì)胞與 ALS04 共孵育，隨后使用 Cytation 5 進(jìn)行熒光成像和強(qiáng)度分析。
✦所得數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)結(jié)果：發(fā)現(xiàn) ALS04 與線粒體的共定位率隨 MPP + 濃度增加而降低，表明其能監(jiān)測線粒體功能障礙。
Cytation 5 創(chuàng)新性地將微孔板檢測與細(xì)胞成像及分析功能完美整合，其高靈敏度、高分辨率以及多功能性，使研究得以在分子和活細(xì)胞和水平上全面評估 ALS04 和 ALS05 的性能，不僅顯著提升了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性與可靠性，還大幅縮短了實(shí)驗(yàn)周期，為 ALS 的早期診斷和治療監(jiān)測研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
文獻(xiàn)鏈接：https://doi.org/10.34133/bmr.0162
相關(guān)產(chǎn)品：
Cytation 5 細(xì)胞成像多功能微孔板檢測系統(tǒng)
關(guān)于安捷倫細(xì)胞分析
安捷倫細(xì)胞分析平臺包括xCELLigence RTCA實(shí)時(shí)細(xì)胞分析儀、NovoCyte系列流式細(xì)胞儀、Seahorse能量代謝分析儀以及Synergy系列微孔板檢測儀和Cytation 系列（共聚焦）細(xì)胞成像多功能微孔板檢測儀。安捷倫細(xì)胞分析平臺聚焦基礎(chǔ)科研與細(xì)胞與基因治療產(chǎn)品的開發(fā)全流程，作為適配新一代療法的強(qiáng)大分析工具，提供多方位的細(xì)胞效力檢測和深度的細(xì)胞分析，并致力于研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)控以及臨床的全方位檢測與分析方案開發(fā)。
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