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Beacon Discovery应用于T细胞多维表征和TCR发现

2025-5-22  阅读(63)

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在2025年AACR会议上,布鲁克细胞分析发布了Beacon DiscoveryTM单细胞功能表征平台, 通过壁报展示了在该平台上开展的T细胞功能表征和TCR发现的数据。Beacon DiscoveryTM平台依赖的可靠的光导微流控技术在多个关键指标上能够实现与Beacon单细胞光导系统一致的数据结果,为细胞疗法开发和肿瘤、感染和自身免疫研究提供新型单细胞研究工具。

01摘要

过继性细胞疗法(ACTs)如CAR-T和TCR-T在抗癌领域展现出巨大潜力,但细胞疗法的复杂性也带来了诸多挑战,尤其是在细胞功能特征分析方面。Beacon DiscoveryTM系统应运而生,它搭载了布鲁克的Opto® T细胞分析工作流程,能实时剖析T细胞与抗原呈递活细胞(APCs)的相互作用,涵盖细胞毒性、细胞因子分泌及表面标志物表达等关键指标。其技术核心—Beacon®光导微流控单细胞分析系统,利用光电定位技术(OEP®),将活细胞精准分选至纳升小室(NanoPens®),实现多维度细胞特性分析与活细胞回收,广泛应用于免疫细胞分析、抗体发现和细胞系开发,深受顶级制药公司和科研机构的青睐。

02Beacon DiscoveryTM平台介绍

包含Beacon DiscoveryTM在内的Beacon®系列单细胞光导系统(图2)整合了多种仪器的功能,包括微流控处理、细胞孵育、明场与多重荧光成像,以及基于机器视觉算法(卷积神经网络)的单细胞自动检测与操控。结合OEP®技术,这些功能可实现从微孔板中自动分离单个或多个细胞至纳升小室、试剂灌注、培养、多种细胞行为检测,以及活细胞回收用于测序或下游处理。



图1:Beacon DiscoveryTM 单细胞功能表征系统由桌面式仪器、显示器和键鼠组成。



图2:Beacon DiscoveryTM系统包括试剂仓、样本仓和光学模块。

03Beacon DiscoveryTM上的Opto® T

细胞分析

Opto® T细胞分析工作流程利用OEP®将活体T细胞与抗原呈递细胞(APCs,如癌细胞)配对,直接观察T细胞的治疗相关表型(图3)。



图3:Opto® T细胞分析步骤包括通过OEP®加载细胞因子微球、T细胞,最后加载肿瘤细胞或APCs。多重荧光成像测量细胞表型。

每个纳升小室通过ID追踪,可在同一芯片不同区域设置实验组与对照组。T细胞分析支持三种主要检测类型:细胞毒性、细胞因子分泌和表面标志物染色。T细胞或靶细胞可在加载前染色,随后在芯片上成像(图4),并根据结果(如活率、CD4/CD8、CD137)选择性导入。



图4:预选Annexin V阴性活细胞进行选择性导入。

细胞因子分泌通过共加载三种不同捕获抗体包被的微球进行检测,孵育后灌注荧光标记的检测抗体(图5)。纳升小室中加载微球、T细胞和APCs,随后灌注培养基并进行约14小时的明场与荧光成像。培养基中可加入caspase-3底物以监测细胞毒性,并精确记录每个小室中细胞杀伤发生的时间。目标T细胞随后通过OEP®移入通道并导出用于下游测序。



图5:常见T细胞亚型(细胞毒性、调节性、辅助性)的细胞因子微球检测示例。

在Beacon®和Beacon DiscoveryTM的并行工作流程中,我们分析了与APCs(即T2细胞)共培养的MART-1 T细胞,测量其细胞毒性(caspase-3)、表型(CD137+)及细胞因子分泌(IFNγ、TNFα、IL-2)。80%的纳升小室加载了荷载MART-1肽段的T2细胞,20%为未荷载肽段的T2对照。通过配套软件进行检测分析并导出选择的T细胞。

总体而言,荷载肽段的APCs相较于对照组能刺激更多细胞因子释放,观察到快速与慢速杀伤事件,且加载的T细胞间存在激活效能的多样性。



图6:纳升小室215的Opto® T细胞分析示例。通过OEP®共加载细胞因子微球、T细胞和APC。观察到每种微球(IFNγ、TNFα、IL-2)对细胞因子的捕获以及MART-1 T细胞CD137+染色阳性(激活标志物)。通过灌注caspase-3底物进行细胞毒性检测,APC与T细胞共培养过夜后显示杀伤事件。纳升小室215被选中导出,下游测序获得高质量的α和β链序列。

Beacon DiscoveryTM在Opto® T细胞分析工作流程中成功解析了MART-1 T细胞行为,与Beacon®在单T细胞加载、芯片纳升小室利用率、T细胞解分选效率和序列回收率等关键指标上表现一致。



图7:Beacon®与Beacon DiscoveryTM在重复工作流程中的性能对比。



图8:Beacon DiscoveryTM平台与工作流程为细胞疗法开发全周期提供优势。

总结

Beacon DiscoveryTM在Opto® T细胞分析工作流程中成功解析了MART-1 T细胞行为,与Beacon®在单T细胞加载、芯片纳升小室利用率、T细胞解分选效率和序列回收率等关键指标上表现一致。该平台的多模态实时功能分析生成数据,加速发现并改善治疗结果,为细胞疗法开发全周期提供优势。Beacon DiscoveryTM不仅提升了研究效率,还为细胞疗法的临床转化提供了强大的技术支持,是加速ACT开发的理想选择。


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