纽约基因组中心研究人员创建用于单细胞分析的低成本开源3D打印设备

lydiazhang   2018-03-02 12:27:37

3D打印的许多优点(通常都是这些优点)使得今天可以在各种行业中取得创新性进展。尽管研究人员和制造商对操纵3D领域进行生物打印,创建实验室和医疗设备等等更感兴趣,但医学领域正在取得一些最不可否认的重大影响。随着研究人员不断深入研究细胞水平,他们也继续在提高全球患者的生活质量方面取得更大成功,其中包括使用微流控装置。

现在,纽约基因组中心(NYGC)和纽约大学(NYU)的研究人员开发出了一种更经济,广泛的单细胞分析方法,并创建了3D打印的微流控制器。这种便携式设备大约相当于纸巾盒的大小,已经被用于RA研究和治疗领域的领导者 - 特殊外科医院(HSS)的类风湿关节炎患者(RA)的研究。

该研究以及关于新器械的解释在最近发表的一篇论文“使用低成本微流体仪器的类风湿性关节炎滑膜组织的单细胞RNA-seq”中得到概述。研究人员能够将全部20,387个单细胞,导致13个转录组不同的簇。

“这个数据集给了我们机会,以找出可能推动RA的进展单元的各个亚群,即使他们没有被以前的特点,说:”拉胡尔Satija博士,一个核心教员在NYGC,生物学助理教授在纽约大学,并在该研究的资深作者。

该设备不仅易于使用,而且是开放源代码的,可以使用液滴微流体进行各种不同的实验。

“该仪器由固定在3D打印框架上的电子元件和气动元件组成。整个系统通过在触摸屏上使用图形用户界面的软件控制进行操作。该仪器只需要一个标准的墙上电源插座,占地面积非常小;小到足以安装在台式或生物防护罩上“,研究人员在他们的论文中指出。

“构建仪器的材料总成本约为575美元。与分别基于研究级别的注射泵的微流体装置和商业微流体平台相比,这代表了成本的约20倍和200倍的降低。“

在研究期间,科学家们特别着迷于13组中显示出不同的基因表达模式。

“手术切除后大约一小时,来自患者组织的单个细胞被标记为单细胞测序。从这项工作中,我们进行了分类无法识别的成纤维细胞亚型可能被证明是很重要的药物靶点我们的RA患者中,”劳拉唐林,在HSS精密医学实验室助理教授威尔康乃尔医学院的副主任和主要作者说研究。

通过流式细胞仪,研究小组能够确认这些新组的存在,同时意识到它们在RA患者中表现出与关节组织“不同的局部化模式”。

随着研究人员继续致力于为滑膜组织制作全细胞图谱,他们还计划:

收集其他患有类风湿性关节炎的患者的数据

探索显示银屑病关节炎和骨关节炎等疾病的样本

使用专门技术(CITE-seq)通过评估表面蛋白来分类细胞类

检查样本,例如那些显示传染性疾病的研究,这些研究在标准实验室中会更困难

“我们希望这种仪器能够降低与在基础研究和临床环境中进行单细胞转录组分析实验有关的障碍,”Stephenson博士说。

NYGC是一家致力于生物医学研究和临床护理的非营利学习和研究机构。 NYGC制作的作品的目标最终是利用基因组研究来创造改进的诊断,治疗和人类疾病治疗。在这里阅读更多关于NYGC的信息。

有关控制器的更多说明可以在这里找到,以及组装手册。研究的作者包括威廉·斯蒂芬森,劳拉T.唐林,安德鲁·巴特勒,克里斯蒂娜Rozo,贝尔纳黛特蕨菜,阿里Rashidfarrokhi,苏珊·古德曼,梅西B. Ivashkiv,维维安P. Bykerk,达纳E.橙,罗伯特·B·达内尔,哈罗德·P Swerdlow和Rahul Satija。

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