在生命医学研究中,在单细胞上,分子物质指纹图谱能提供什么生命信息?
分子物质指纹图谱反映出样品的化学成分,所含官能团及化学反应所带来变化等。

分子物质指纹图谱,能反映单个细胞的遗传背景、代谢动态和微环境变化。
无标记单细胞组织多组学/多维度分子物质原位成像定量分析技术优势:
1、生物拉曼图谱提供独特分子结构信息,简称分子物质指纹
2、无剪切、无侵入、无生理压力
3、无标记,样本无需特殊制备,量少
4、亚微米空间分辨
5、可获得三维物质分子成像
6、原位检测
7、不受水的干扰,可以活体直接测量
8、空间多组学物质BioMarker
单细胞分子物质指纹图谱:细胞生化组分定性、定量、多维度信息(基因组学、转录组学、蛋白组学和代谢组学数据)、动态信息非标记、活体、不需预知标示物。

单细胞信息的解读:
1、单细胞是生命的基本单位 单细胞分析不仅仅是更进一步地迈向更敏感检测,而且是对生物学更基本原理理解质的飞跃
2、每个个体均起源于单细胞 单个细胞携带了每个个体生命发育、疾病、衰老的所有信息。单细胞信息中包含了疾病的发生致病机理同时也包含了解决方案。
3、细胞表型特性的差异性分析 基因组学数据的结果来自于每一步操作、表达之间的整合,而不仅仅局限于遗传信息,需要更多的来自表型诸如代谢活性、代谢过程的识别以及差异性分析
4、单细胞整合分析中同时分析多种特性仍待开 细胞特性之间的生化差异导致分析它们的方法需要改变,并有待开发通用性的单细胞多特性分析测量
无标记单细胞组织多维度分子物质成像,呈现活体肿瘤单细胞结构:
无标记单细胞/组织空间多组学分子物质成像定量分析技术,目前广泛在动物、微生物等领域,在胚胎发育、纳米药物、脂质代谢、肿瘤单细胞、药敏耐药性、微生物研究有大量研究基础。
一、研究应用领域:
1、真核生物领域:
肿瘤细胞、干细胞、免疫细胞等 检测鉴别肿瘤细胞及病原微生物的无标记单细胞拉曼谱图,通过指纹区及特征峰区分析实现细胞在生命活动过程中的特异性及差异性表型数据维度。
1.1 肿瘤研究(如乳腺癌、鼻咽癌等):
肿瘤细胞的亚类分型(肿瘤的诊断)、Biomarker的拉曼指纹识别(疾病早筛)、肿瘤细胞代谢活性表征(抗癌药物筛选、细胞耐药性、药物效用评价、指导用药、伴随诊断)、药物开发(纳米药物等)等;
1.2 感染研究:
病原微生物种类鉴定(细菌鉴定、细菌/真菌鉴定)、病原微生物的药敏(细菌耐药性检测)、不同菌株的异质性耐药性等;
1.3 干细胞、免疫细胞研究: 不同干细胞的分化状态(干细胞质量控制)和细胞分化机理研究、免疫细胞免疫系统细胞与相关疾病间的机理研究、免疫系统细胞与干预治疗的疗效评估相关性研究
2、微生物(原核生物)领域:
古菌、细菌、真菌、病毒等 主要用于单细胞物种指纹库构建、肠道微生物菌群鉴定与药物敏感性研究、微生物群落功能研究及代谢活动研究、菌种功能生化活性和结构分析、宿主与微生物相互作用的监测、代谢产物研究。
2.1 病原微生物:
A 感染类疾病中菌种的快速、准确的鉴定
B 病原微生物的药物代谢类问题研究
C 致病机理研究
2.2 环境微生物:
A 环境微生物的菌落及功能研究
B 代谢通路无标记研究,如氮、磷
2.3 食品微生物:
A 特殊功能微生物筛查
B 特定种类及用途微生物的代谢途径研究,如酿造微生物
C 食品源的致病微生物的筛查、鉴定
3、临床诊断应用(病原微生物/肿瘤伴随诊断etc):
鼻咽癌、食管癌、肺癌、肝癌、胃癌、前列腺癌、胶质瘤、子宫内膜癌、乳腺癌、甲状腺癌、AD/PD神经精神疾病等临床诊断



 
 
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