Cytation 5 在渐冻症早期诊断标志物开发中的应用
2025-10-28 来源:安捷伦科技 点击次数:48
肌萎缩侧索硬化症（ALS），俗称渐冻症，是一种进行性神经退行性疾病，患者肌肉会逐渐萎缩、无力，最终可能因呼吸衰竭死亡。由于病因复杂、治疗手段有限，ALS 一直是医学界亟待攻克的难题。有研究表明，线粒体功能障碍是 ALS 的关键特征之一，因此，监测线粒体功能有望为 ALS 的早期诊断和治疗监测提供可靠策略。
近期，一项聚焦于监测 ALS 中线粒体和血脑屏障功能障碍的荧光染料研究取得突破，相关成果发表于《BIOMATERIALS RESEARCH》杂志。
研究突破性进展：新型荧光染料 ALS04 与 ALS05
这项研究的核心在于设计并合成了两种新型近红外荧光染料——ALS04 和 ALS05。这两种染料具备优异的线粒体靶向能力，可借助近红外荧光成像技术实时监测 ALS 小鼠模型中线粒体和血脑屏障的功能障碍。其中，ALS04 因分子量小、亲脂性高，在线粒体中积累显著，为 ALS 的早期诊断和治疗监测提供了有力支持。
研究方法：从合成到表征，从细胞到动物
01 合成与表征
研究团队首先合成了 ALS04 和 ALS05，并利用核磁共振仪（NMR）、高效液相色谱仪（HPLC）等仪器对其化学结构进行确认和纯度分析。随后，通过吸收光谱仪和荧光光谱仪测量其吸收和发射光谱，为后续实验提供了基础数据。
02 血清结合与光稳定性测试
为了评估 ALS04 和 ALS05 在体内的分布和代谢监测情况，研究团队使用了快速平衡透析装置和 Cytation 5 细胞成像多功能微孔板检测仪检测两种荧光染料与血清蛋白的结合率和光稳定性。结果显示，ALS04 和 ALS05 在血清中具有较高的稳定性，且与血清蛋白的结合率适中，有利于其在体内的分布和成像。
03 活细胞实验
在细胞实验中，研究团队使用 Cytation 5 的荧光成像模块，评估了 ALS04 和 ALS05 在人神经母细胞瘤 SH-SY5Y 细胞中的亚细胞定位、细胞摄取机制和细胞毒性。通过靶向性验证实验发现 ALS04 主要在线粒体中积累，且与线粒体的共定位率显著高于 ALS05。此外，ALS04 还显示出对线粒体功能障碍的敏感性，为 ALS 的早期诊断提供了可能。
图 2. 肌萎缩侧索硬化症（ALS）荧光团的亚细胞定位和滞留
04 动物实验
在动物实验中，研究团队使用了 SOD1G93A 转基因 ALS 小鼠模型来评估 ALS04 和 ALS05 的体内分布、药代动力学和靶向能力。通过小动物近红外成像系统和 Cytation 5 的荧光成像功能，实时监测 ALS 小鼠模型中线粒体和血脑屏障的功能障碍。结果显示，ALS04 在 ALS 小鼠模型中 BAT 中积累显著减少，提示线粒体功能障碍；同时，在脑的 VT 区和 3v 中观察到 ALS04 信号显著增加，表明血脑屏障通透性增加。
研究结果：ALS04 成为 ALS 早期诊断的有力工具
研究结果表明，ALS04 凭借其优异的线粒体靶向能力和对线粒体功能障碍的敏感性，成为了有价值的非侵入性成像工具，为 ALS 的早期诊断和治疗监测提供了新的思路和方法。
未来展望：从实验室到临床
这个研究特别强调了早期 ALS 生物标志物的探索，重点关注线粒体功能障碍和血脑屏障破坏作为疾病监测的关键指标。研究团队将进一步优化 ALS04 和 ALS05 的性能，并探索它们在人类样本或临床试验中的应用。期待这项研究能够早日转化为临床应用，为 ALS 患者带来更多的希望和福音。
Cytation 5 的多功能应用：将细胞实验效率提升 30%
Cytation 5 细胞成像多功能微孔板检测仪：率先开发了将微孔板检测与活细胞表型分析相结合的检测模式，为研究者打造真正的一站式细胞检测与成像分析工作流程，是近年来微孔板检测技术开发中创新与实用的代表！
在整个研究过程中，Cytation 5 发挥了重要的作用，被用于多个实验环节：
01 血清结合实验
✦检测目的：评估 ALS04 和 ALS05 与血清蛋白的结合率。
✦实验过程：使用快速平衡透析装置（RED device）进行血清结合实验，随后将样品置于 Cytation 5 中进行荧光强度的测量。
✦所得数据或实验结果：通过测量荧光强度计算出了 ALS04 和 ALS05 与血清蛋白的结合率，为后续体内外实验提供重要药代动力学数据。
02 细胞毒性实验
✦检测目的：评估 ALS04 和 ALS05 对细胞的毒性作用。
✦实验过程：将细胞与不同浓度的 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用 CCK-8 试剂盒和 Cytation 5 进行细胞存活率的测量。
✦所得数据或实验结果：ALS04 和 ALS05 在低浓度下对细胞无显著毒性，为后续体内实验提供了安全性依据。
03 细胞摄取实验
✦检测目的：研究 ALS04 和 ALS05 在人神经母细胞瘤 SH-SY5Y 细胞中的摄取机制。
✦实验过程：将细胞与不同浓度的 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用 Cytation 5 进行荧光成像，以观察荧光染料在细胞中的分布和摄取情况。
✦所得数据或实验结果：通过荧光成像和强度分析，发现 ALS04 主要通过主动转运机制进入细胞，而 ALS05 的摄取机制可能更为复杂。
04 亚细胞定位实验
✦检测目的：研究 ALS04 和 ALS05 在细胞中的亚细胞定位，特别是它们与线粒体和溶酶体的共定位情况。
✦实验过程：将细胞与 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用特定的线粒体和溶酶体染料进行染色，随后使用 Cytation 5 进行荧光成像和共定位分析。
✦所得数据或实验结果：通过共定位分析，发现 ALS04 主要在线粒体中积累，而 ALS05 在线粒体和溶酶体中均有分布，但共定位率较低。
05 线粒体功能障碍监测实验
✦检测目的：研究 ALS04 在监测线粒体功能障碍方面的潜力。
✦实验过程：使用神经毒素 MPP+ 诱导线粒体功能障碍后，将细胞与 ALS04 共孵育，随后使用 Cytation 5 进行荧光成像和强度分析。
✦所得数据或实验结果：发现 ALS04 与线粒体的共定位率随 MPP + 浓度增加而降低，表明其能监测线粒体功能障碍。
Cytation 5 创新性地将微孔板检测与细胞成像及分析功能完美整合，其高灵敏度、高分辨率以及多功能性，使研究得以在分子和活细胞和水平上全面评估 ALS04 和 ALS05 的性能，不仅显著提升了实验的准确性与可靠性，还大幅缩短了实验周期，为 ALS 的早期诊断和治疗监测研究提供了强有力的技术支持。
文献链接：https://doi.org/10.34133/bmr.0162
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安捷伦细胞分析平台包括xCELLigence RTCA实时细胞分析仪、NovoCyte系列流式细胞仪、Seahorse能量代谢分析仪以及Synergy系列微孔板检测仪和Cytation 系列（共聚焦）细胞成像多功能微孔板检测仪。安捷伦细胞分析平台聚焦基础科研与细胞与基因治疗产品的开发全流程，作为适配新一代疗法的强大分析工具，提供多方位的细胞效力检测和深度的细胞分析，并致力于研发、生产质控以及临床的全方位检测与分析方案开发。
近期，一项聚焦于监测 ALS 中线粒体和血脑屏障功能障碍的荧光染料研究取得突破，相关成果发表于《BIOMATERIALS RESEARCH》杂志。
研究突破性进展：新型荧光染料 ALS04 与 ALS05
这项研究的核心在于设计并合成了两种新型近红外荧光染料——ALS04 和 ALS05。这两种染料具备优异的线粒体靶向能力，可借助近红外荧光成像技术实时监测 ALS 小鼠模型中线粒体和血脑屏障的功能障碍。其中，ALS04 因分子量小、亲脂性高，在线粒体中积累显著，为 ALS 的早期诊断和治疗监测提供了有力支持。
研究方法：从合成到表征，从细胞到动物
01 合成与表征
研究团队首先合成了 ALS04 和 ALS05，并利用核磁共振仪（NMR）、高效液相色谱仪（HPLC）等仪器对其化学结构进行确认和纯度分析。随后，通过吸收光谱仪和荧光光谱仪测量其吸收和发射光谱，为后续实验提供了基础数据。
02 血清结合与光稳定性测试
为了评估 ALS04 和 ALS05 在体内的分布和代谢监测情况，研究团队使用了快速平衡透析装置和 Cytation 5 细胞成像多功能微孔板检测仪检测两种荧光染料与血清蛋白的结合率和光稳定性。结果显示，ALS04 和 ALS05 在血清中具有较高的稳定性，且与血清蛋白的结合率适中，有利于其在体内的分布和成像。
03 活细胞实验
在细胞实验中，研究团队使用 Cytation 5 的荧光成像模块，评估了 ALS04 和 ALS05 在人神经母细胞瘤 SH-SY5Y 细胞中的亚细胞定位、细胞摄取机制和细胞毒性。通过靶向性验证实验发现 ALS04 主要在线粒体中积累，且与线粒体的共定位率显著高于 ALS05。此外，ALS04 还显示出对线粒体功能障碍的敏感性，为 ALS 的早期诊断提供了可能。
图 2. 肌萎缩侧索硬化症（ALS）荧光团的亚细胞定位和滞留
图 S4. ALS04 和 ALS05 在 SH-SY5Y 细胞中的细胞摄取研究
04 动物实验
在动物实验中，研究团队使用了 SOD1G93A 转基因 ALS 小鼠模型来评估 ALS04 和 ALS05 的体内分布、药代动力学和靶向能力。通过小动物近红外成像系统和 Cytation 5 的荧光成像功能，实时监测 ALS 小鼠模型中线粒体和血脑屏障的功能障碍。结果显示，ALS04 在 ALS 小鼠模型中 BAT 中积累显著减少，提示线粒体功能障碍；同时，在脑的 VT 区和 3v 中观察到 ALS04 信号显著增加，表明血脑屏障通透性增加。
研究结果：ALS04 成为 ALS 早期诊断的有力工具
研究结果表明，ALS04 凭借其优异的线粒体靶向能力和对线粒体功能障碍的敏感性，成为了有价值的非侵入性成像工具，为 ALS 的早期诊断和治疗监测提供了新的思路和方法。
未来展望：从实验室到临床
这个研究特别强调了早期 ALS 生物标志物的探索，重点关注线粒体功能障碍和血脑屏障破坏作为疾病监测的关键指标。研究团队将进一步优化 ALS04 和 ALS05 的性能，并探索它们在人类样本或临床试验中的应用。期待这项研究能够早日转化为临床应用，为 ALS 患者带来更多的希望和福音。
Cytation 5 的多功能应用：将细胞实验效率提升 30%
Cytation 5 细胞成像多功能微孔板检测仪：率先开发了将微孔板检测与活细胞表型分析相结合的检测模式，为研究者打造真正的一站式细胞检测与成像分析工作流程，是近年来微孔板检测技术开发中创新与实用的代表！
在整个研究过程中，Cytation 5 发挥了重要的作用，被用于多个实验环节：
01 血清结合实验
✦检测目的：评估 ALS04 和 ALS05 与血清蛋白的结合率。
✦实验过程：使用快速平衡透析装置（RED device）进行血清结合实验，随后将样品置于 Cytation 5 中进行荧光强度的测量。
✦所得数据或实验结果：通过测量荧光强度计算出了 ALS04 和 ALS05 与血清蛋白的结合率，为后续体内外实验提供重要药代动力学数据。
02 细胞毒性实验
✦检测目的：评估 ALS04 和 ALS05 对细胞的毒性作用。
✦实验过程：将细胞与不同浓度的 ALS04 和 ALS05 共孵育后，使用 CCK-8 试剂盒和 Cytation 5 进行细胞存活率的测量。
✦所得数据或实验结果：ALS04 和 ALS05 在低浓度下对细胞无显著毒性，为后续体内实验提供了安全性依据。
03 细胞摄取实验
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✦所得数据或实验结果：通过共定位分析，发现 ALS04 主要在线粒体中积累，而 ALS05 在线粒体和溶酶体中均有分布，但共定位率较低。
05 线粒体功能障碍监测实验
✦检测目的：研究 ALS04 在监测线粒体功能障碍方面的潜力。
✦实验过程：使用神经毒素 MPP+ 诱导线粒体功能障碍后，将细胞与 ALS04 共孵育，随后使用 Cytation 5 进行荧光成像和强度分析。
✦所得数据或实验结果：发现 ALS04 与线粒体的共定位率随 MPP + 浓度增加而降低，表明其能监测线粒体功能障碍。
Cytation 5 创新性地将微孔板检测与细胞成像及分析功能完美整合，其高灵敏度、高分辨率以及多功能性，使研究得以在分子和活细胞和水平上全面评估 ALS04 和 ALS05 的性能，不仅显著提升了实验的准确性与可靠性，还大幅缩短了实验周期，为 ALS 的早期诊断和治疗监测研究提供了强有力的技术支持。
文献链接：https://doi.org/10.34133/bmr.0162
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