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利用活细胞成像实现类器官的多指标实时监测

2026-05-14     来源:本站     点击次数:67

    在新药研发、肿瘤模型研究中,患者来源类器官(PDO)正在成为最炙手可热的技术之一。相比传统的二维细胞系,PDO 更接近真实肿瘤组织,能反映更复杂的基因背景和微环境。然而——如何精准、动态、无损地监测它们对治疗的反应,一直是科研人员的难题。
    最近一项来自 Journal of Visualized Experiments 的研究,为我们展示了一个强大的解决方案:利用活细胞成像实现类器官的多指标实时监测。这不仅大幅提升了数据质量,还让研究变得更直观、更高效。

图 1:铺板、成像与分析流程
活细胞成像:让细胞“真实反应”被看见
研究展示了活细胞成像在 PDO 研究中的三大关键意义:
 实时追踪类器官的生长与形态变化
  • 通过明场成像监测类器官大小、形态结构、增殖趋势
  • 能看到药物作用下的真实动态,而不是单一的终点结果

图2.细胞的分析功能

图3.利用细胞分析功能进行亚群遮蔽的示例
 同时检测多种细胞命运指标(多重荧光)
研究中采用 Annexin V(凋亡)、Cytotox Green(细胞毒性)等染料,实现:
  • 凋亡连续跟踪
  • 细胞死亡实时累积
  • 健康状态随时间的变化

图4.用于评估患者来源类器官应答的多重荧光活细胞成像
这意味着科研人员可以在同一实验中得到更全面的数据,洞察药物的真正机制。
✔ 克服传统终点法的局限
例如 ATP 测定(CellTiter-Glo 3D):
  • 必须裂解样品
  • 只能得到单次数据
  • 药物影响 ATP 水平时可能“误导判断”

图5.Staurosporine处理导致凋亡和细胞毒性呈剂量依赖性增加

图6.应用活细胞成像技术实现终点法检测数据归一化
而活细胞成像能做到:
同一个类器官,从 0 小时拍到 5 天,动态记录全程反应。
研究中使用的实验方法:可复制、可扩展
该研究建立了一套成熟的 “类器官 × 活细胞成像”实验流程:
  • PDO 培养、96孔 BME 基质点滴培养
  • 荧光染料预处理
  • Z-stack 成像获取三维结构信息
  • 明场+荧光同时成像
  • 全流程自动化采集每 6 小时一次、持续 5 天
  • 利用图像分析计算:类器官数量、面积、凋亡强度、毒性信号等
结果清晰揭示:
药物剂量越高 → 凋亡与细胞毒性越强,类器官面积越小。
这证明活细胞成像是一种可靠且高分辨的药效分析工具。

Celloger活细胞成像仪:让高质量活细胞成像变得简单
    结合文章中的需求,Celloger 系列活细胞成像仪可以完美承接这一类实验场景,甚至进一步提升效率。
Celloger 的核心优势
1. 真正意义的「无需扰动」成像
  • 镜头移动,无需移动培养板
  • 无需改变环境
  • 持续记录类器官生长、凋亡、破裂全过程
    保证分析的是真实细胞行为,而不是操作带来的偏差。
 
2. 支持长时间、多通道、多焦面成像
  • GFP+RFP 多荧光通道
  • 支持 Z-stack 形成高质量 3D成像
  • 专研3D成像分析功能,可分析单个3D细胞面积、偏心率、透明度等关键指标
  • 可轻松实现文章中“每 6 小时一次、持续 5 天”的实验流程
    对类器官这样复杂结构非常友好。
 
3. 大视野+高分辨率,专为类器官观察设计
  • 大视野拼接功能,不遗漏边缘类器官
  • 图像连贯干净,荧光信号稳定
  • 具备96-384孔板全孔全板扫描,可用于高通量药敏研究
 从单孔到整板,数据完整统一。
 
4. 软硬件高度自动化
  • 自动曝光、自动对焦、自动拍摄
  • 无需学习复杂的图像仪软件
    科研人员可以把时间专注在分析,而不是设备操作。
如果您希望:
✔ 捕捉类器官对药物的真实反应
✔ 在 2–5 天内记录完整的凋亡和毒性轨迹
✔ 获得可量化、可发表、可复现的实验结果
 Celloger 正是您的理想选择。
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欢迎随时联系我们,我们会提供最适合你课题方向的成像解决方案。
参考文献:
Colling, Kaitriana E et al. “Multiplexed Live-Cell Imaging for Drug Responses in Patient-Derived Organoid Models of Cancer.” Journal of visualized experiments : JoVE ,203 10.3791/66072. 5 Jan. 2024, doi:10.3791/66072
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