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测量细胞存活率的更好方法

测量化合物对不同类型细胞的毒性作用对于开发抗癌药物至关重要,因为抗癌药物必须能够杀死其靶细胞。分析细胞存活率也是环境法规等领域的重要任务,以测试工业和农业化学品对健康细胞的可能有害影响。

麻省理工学院的生物学工程师现在已经设计了一种新的毒性测试,该测试可以以比目前使用的某些最受欢迎的测试更高的灵敏度来测量化学对细胞存活的影响。它也比金标准测试要快得多,后者没有得到广泛使用,因为要花费两到三周才能得出结果。因此,新测试可以帮助制药公司和学术研究人员更快地识别和评估新药。

麻省理工学院生物工程学教授,该研究的资深作者贝文·恩格沃德说:“细胞毒性测定是生命科学中最常用的测定之一。”

Le Ngo是MIT的前研究生和博士后,是该论文的主要作者,该论文发表在2月5日的Cell Reports中。其他作者包括新加坡麻省理工学院研究与技术联盟(SMART)的前研究生Tze Khee Chan;葛静,前麻省理工学院研究生;和Ngo的共同顾问,麻省理工学院生物工程学名誉教授Leona Samson。

测量生存

用于测量细胞存活的传统测试称为集落形成测定法,该测试涉及将细胞暴露于化学化合物或其他有害物质(例如辐射)后,在组织培养皿中培养细胞集落两至三周。然后,研究人员计算菌落的数量,以确定治疗如何影响细胞的存活。

恩格沃德进行这项研究的动机之一是对她花了很长时间算来作为研究生的殖民地的记忆。

她说:“计数确实很费力,而且非常困难,因为您必须不断地对什么是殖民地还是碎片作出判断。”“很少有人使用菌落形成测定法,因为它很困难,太慢,并且需要大量的细胞生长培养基,因此您需要测试的化合物很多。”

近年来,科学家开始使用其他方法,例如速度更快,但不如菌落形成分析准确和灵敏。这些测试不直接测量细胞生长,而是分析线粒体功能。

Engelward及其同事着手开发一种可以在短短几天内产生结果的测试,同时仍与菌落形成测定的准确性和敏感性相匹配。他们发明的系统称为MicroColonyChip,它由板上的小孔组成。将已处理和未处理的细胞放入这些孔中,并开始以网格状形成非常小的菌落。在短短几天内,在肉眼看不到菌落之前,研究人员就可以使用显微镜对细胞的DNA进行成像,该DNA被荧光标记。

通过修改原由麻省理工学院前博士后大卫·伍德(David Wood)和麻省理工学院教授桑吉塔·巴蒂亚(Sangeeta Bhatia)最初开发的代码,研究人员创建了一个软件程序,该程序测量每个孔中的荧光DNA量,然后计算发生了多少细胞生长。通过比较处理后和未处理细胞的生长,研究人员可以确定他们正在研究的任何化合物的毒性。

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