联合使用IsoSpark™和Beacon®平台进行生物标志物发现和T细胞分析

对于利用免疫系统力量进行的疗法开发来说，可靠地表征单T细胞功能至关重要。在癌症免疫疗法、疫苗开发、传染病、自身免疫疾病和器官移植等诸多领域，通过新的生物标志物来识别最强大的T细胞已迫在眉睫。现今的许多解决方案只提供了观测T细胞生物学的某个片面视角，使得研究人员无法充分利用细胞表征的巨大潜力。PhenomeX单细胞功能多组学分析平台填补了这一空白，提供了洞察单个T细胞真实的体内生物学特性的技术手段，为改善复杂疾病的预防和治疗提供了见解。

在本应用说明中，我们将概述PhenomeX旗下，包括IsoSpark™和Beacon®平台在内的分析系统，如何助您解锁T细胞功效的功能性驱动因素，从而更深入地了解T细胞生物学。

PhenomeX功能性细胞表征生态系统

图1：PhenomeX功能细胞表征生态系统所包含的两个分析平台各自具有互补优势。通过使用这两款仪器，研究人员对于表征细胞可达到前所未有的深度，从而获得对细胞功能的深入洞察。

IsoSpark™

检测生物标志物的多重单细胞

蛋白组学分析平台

PhenomeX的IsoCode®适应性免疫应答芯片适用于IsoSpark™系统，能够对单个细胞分泌的功能性细胞因子进行多重蛋白组学分析。每张IsoCode®芯片采用条形码抗体技术，内含上万个微室。微室内单个细胞分泌的功能性细胞因子被这些抗体条形码捕获，随后在IsoSpark™上进行全自动检测（图2）。IsoCode®适应性免疫应答芯片适用于检测T细胞，可检测包括效应因子、趋化因子、炎症因子、刺激因子和调节因子在内的32种细胞因子，这使得研究人员能够检测多功能细胞——一种罕见的能够显著分泌多种细胞因子的单细胞。这些多功能细胞在多种应用中具有高度影响力。功能强大的多功能细胞已被证明是影响过继性细胞治疗产品中具有更高的效力、使患者对检查点抑制剂的应答增强和产生更好的疫苗效力的重要驱动作用，而功能失调的多功能细胞是自身免疫性疾病、传染病和移植排斥反应不良结果的决定因素 [1-6] 。

IsoSpark™ 全自动单细胞

功能蛋白质组学分析系统

图2：PhenomeX IsoSpark™平台：通过条形码抗体技术进行多重蛋白质组分析，确定影响疗效和治疗应答等结果的细胞因子驱动因素。

Beacon®

光流控技术赋能单细胞表征

PhenomeX旗下Beacon®平台的Opto® T细胞分析工作流程采用光流控技术（图3），对T细胞进行全面精准的表征。T细胞被加载到OptoSelect®芯片上，芯片包含上千个 NanoPen®小室。光电定位技术（OEP®）会推动单个T 细胞移动至每个NanoPen®小室。每个小室中可至多包含3种不同捕获微珠，以检测感兴趣的选定细胞因子，评估多功能性。还可对 NanoPen®小室中的细胞进行表面标志物染色，对具有活化标志物或其他表面识别物的细胞进行集中分析。完成每个单细胞的表征后，OEP®可将单个细胞从芯片中导出，用于下游分析，如RNAseq（RNA 测序）和TCRseq（T细胞受体测序）。

此外，Beacon®平台还允许研究人员将单个T细胞与靶细胞（如癌症细胞或树突状细胞）共同培养，以刺激T细胞，并使用Caspase-3等指示剂直接评估细胞毒性[7]。您可在单个实验中将细胞因子分泌、细胞毒性和表面染色的检测结合起来，以全面探索单个T细胞的表型。使用 Beacon®系统的OptoSelect®芯片亦可实现增殖、连续杀伤、报告细胞检测和配体阻断等多种其他潜在应用。

PhenomeX Beacon®平台

图3：PhenomeX Beacon®平台：Beacon®平台使用光流控技术将细胞和微珠移动至 OptoSelect®芯片内的NanoPen®小室中。可用于各类检测，以评估细胞因子分泌、对癌症细胞的细胞毒性，以及表面标志物染色，来确定表面表型。检测完成后，还可以使用光流控技术导出感兴趣的细胞用于下游分析。

PhenomeX

IsoSpark™+Beacon® 平台

协同作用

揭示与生物学结果相关的多功能细胞和分泌细胞因子只是更全面地了解细胞表型的第一步。使用IsoSpark™对细胞进行表征后，研究人员可能有兴趣对具有特定细胞因子表型的细胞进行进一步分析。这就是PhenomeX的Beacon®平台的用武之地（图4）。Beacon®平台使用尖端的光流控技术检测单细胞的细胞因子分泌以测量多功能性，T细胞对靶细胞的杀伤以表征细胞毒性，表面标记物以识别细胞亚群。随后可对具有所需特征的细胞进行导出以用于下游分析。

Beacon®平台至IsoSpark™平台的对接流程

图4：IsoSpark™平台至 Beacon®平台的对接流程。

Beacon®上获得的细胞属性，也可以衔接IsoSpark™流程（图5）。例如，通过Beacon®平台可直接表征单个细胞的多种功能属性，包括细胞因子分泌、细胞毒性和表面标志物表达。可以使用 TCR-seq 和 RNA-seq 回收和分析具有特定表型的感兴趣的细胞（例如分泌细胞因子并具有特定活性表面标志物的细胞），以确定其功能表型的根本原因。然后，这些信息可以用于新疗法的开发，并可在IsoSpark™平台上测试这些疗法的多功能效力。

Beacon®平台至IsoSpark™平台的对接流程

图 5：Beacon®平台至IsoSpark™ 平台的对接流程。