在過(guò)去的數(shù)十年間，人們通常是將一群細(xì)胞中的每個(gè)細(xì)胞都視為相同的細(xì)胞進(jìn)行研究的。但是，對(duì)這群相同基因的研究往往會(huì)忽視掉每一個(gè)細(xì)胞的特征。因?yàn)榧词故窃趽碛型瑯蛹?xì)胞經(jīng)歷的細(xì)胞種群里，在轉(zhuǎn)錄或翻譯以及信號(hào)通路的噪聲方面，也存在著隨機(jī)波動(dòng)，會(huì)形成內(nèi)在的異質(zhì)性。
這些在看似由相同細(xì)胞構(gòu)成的細(xì)胞種群里隱藏著的細(xì)胞-細(xì)胞之間的變異也許對(duì)疾病的產(chǎn)生和治療有著重要的意義。例如腫瘤細(xì)胞的異質(zhì)性在理解腫瘤的誘發(fā)、進(jìn)展、轉(zhuǎn)移與治療應(yīng)答方面就有著重要作用。在臨床前藥物研發(fā)過(guò)程中，極小比例的一群細(xì)胞亞型也許會(huì)導(dǎo)致腫瘤的抗性，這些細(xì)胞亞型也許與腫瘤患者治療后的復(fù)發(fā)有關(guān)。
因此，隨著藥物變得越來(lái)越個(gè)性化，我們有更強(qiáng)的動(dòng)機(jī)來(lái)更加準(zhǔn)確地表示和理解單細(xì)胞以及這些不同的細(xì)胞亞型。對(duì)于細(xì)胞異質(zhì)性的認(rèn)識(shí)已經(jīng)激發(fā)了人們對(duì)單細(xì)胞組學(xué)研究的熱情，這些組學(xué)包括基因組學(xué)、表觀基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)及其內(nèi)在的相互作用。
而由耶魯大學(xué)的Sean Mackay和樊榮教授創(chuàng)立的Isoplexis公司的單細(xì)胞全生物信息分析預(yù)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)，正是瞄準(zhǔn)了這些問(wèn)題，其可以提供單個(gè)細(xì)胞水平的分析大數(shù)據(jù)。樊榮教授是耶魯大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程終身教授，研究方向是單細(xì)胞分析技術(shù)和系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)，其研究組開(kāi)發(fā)的單細(xì)胞32個(gè)細(xì)胞因子的同時(shí)檢測(cè)技術(shù)依然是目前的世界紀(jì)錄。
IsoPlexis公司的IsoCode芯片和IsoLight平臺(tái)就是樊榮教授開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品。IsoCode芯片內(nèi)含12000個(gè)用于捕獲單細(xì)胞的微型腔室，在每個(gè)微室內(nèi)預(yù)先鋪設(shè)好了針對(duì)特定分泌蛋白的不同抗體；利用雙抗夾心的原理識(shí)別不同的蛋白，讓研究人員能夠根據(jù)細(xì)胞分泌的蛋白質(zhì)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行特征分析，可同時(shí)分析多達(dá)32種不同的細(xì)胞因子，趨化因子和其他因子，同時(shí)也能對(duì)15種胞內(nèi)蛋白進(jìn)行研究。
IsoPlexis獨(dú)特的蛋白條形碼檢測(cè)技術(shù)增加了其他技術(shù)無(wú)法提供的功能數(shù)據(jù)層。這些數(shù)據(jù)真實(shí)地反映了體內(nèi)免疫學(xué)信息，因?yàn)镮soPlexis的系統(tǒng)直接測(cè)量的是功能蛋白，而不是基于估計(jì)的測(cè)量。我們的系統(tǒng)使用超低樣本量運(yùn)行單細(xì)胞和整體細(xì)胞的多通路全自動(dòng)檢測(cè)。這使得研究人員能夠加速與體內(nèi)免疫學(xué)信息的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)。
IsoPlexis獨(dú)特的蛋白條形碼檢測(cè)技術(shù)增加了其他技術(shù)無(wú)法提供的功能數(shù)據(jù)層。這些數(shù)據(jù)真實(shí)地反映了體內(nèi)免疫學(xué)信息，因?yàn)镮soPlexis的系統(tǒng)直接測(cè)量的是功能蛋白，而不是基于估計(jì)的測(cè)量。我們的系統(tǒng)使用超低樣本量運(yùn)行單細(xì)胞和整體細(xì)胞的多通路全自動(dòng)檢測(cè)。這使得研究人員能夠加速發(fā)現(xiàn)與體內(nèi)免疫學(xué)相關(guān)的信息。
IsoPlexis的單細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)IsoPlexis技術(shù)通過(guò)更加真實(shí)地反映體內(nèi)免疫學(xué)相關(guān)信息，助力疾病治療方案開(kāi)發(fā)。通過(guò)血液"PBMC"活檢、多種類(lèi)細(xì)胞分析和血清/CSF的功能蛋白檢測(cè)，預(yù)測(cè)了癌癥靶向治療、傳染病、細(xì)胞和基因治療等的治療效果，潛在生物標(biāo)志物及全新靶點(diǎn)的開(kāi)發(fā)。
臨床意義
●生存預(yù)測(cè)：在對(duì)38名轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者的研究中，IsoPlexis的血液生物標(biāo)志物在百時(shí)美施貴寶公司和Nektar的Nktr-214檢查點(diǎn)抑制劑和IL-2激動(dòng)劑的治療方案對(duì)比中，在第一周就預(yù)測(cè)無(wú)進(jìn)展生存表現(xiàn)。此結(jié)果發(fā)布于2020癌癥免疫治療學(xué)會(huì)年會(huì)。
●炎癥預(yù)測(cè)：在發(fā)表在《Cell》雜志上有關(guān)COVID-19的研究中，IsoPlexis與ISB、默克、西雅圖財(cái)團(tuán)合作利用單細(xì)胞細(xì)胞因子生物標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)了COVID-19炎癥的獨(dú)特機(jī)制。
