LeviCell™ 应用场景 | 磁悬浮分选技术助力大火的MSC细胞治疗

2023/03/30

LeviCell™独创的磁悬浮黑科技，能够无需抗体和染色就进行高效的活细胞富集，最大程度的保存细胞活性、原始表型，减少分选过程带来的细胞损失。今天我们就在冻存样本中分别用LeviCell™和常用的流式分选方法来富集复苏的活细胞，再通过下游的单细胞转录组测序（scRNA-seq）结果来对比两种样本处理流程的优劣。

【样本】：

冻存的人多发性骨髓瘤活检样本

【样本处理方式】：

1）不富集

2）流式分选富集活细胞

3）LeviCell™富集活细胞

【结果对比标准】：

scRNA-seq结果数据中，单个细胞中线粒体DNA的百分比上限不得超过10%（严格标准stringent value）或者20%（宽松lenient value）

【结果对比参数】：

在严格或者宽松标准下，去除的低质量细胞数量占比

【结果判读】：

在同一标准下，去除细胞占比越低，说明该样本处理流程保留了更多有效的细胞数据，结果更优

图一：从所有三个工作流的分析中剔除出的细胞占比。左边是宽松标准，右边是严格标准下的结果。

如图一结果所示，在最严格的过滤标准（10%）下，流式细胞术和不富集的样本处理流程导致的细胞数据集剔除比LeviCell™流程分别多4倍和3倍以上。这一结果强调了在scRNA-seq样本处理环节中引入LeviCell™活细胞富集工作流程的价值。

截至2020年8月7日，根据ClinicalTrial.gov网站统计的MSC细胞治疗进入临床实验阶段的项目就有4,044个，仅次于Car-T的相关项目数量，可见，MSC细胞治疗的火爆程度。尽管MSC已经在临床实验中应用于各种疾病的治疗，但是令人惊讶的是我们对MSC作用的机制了解知之甚少。

MSC治疗研究的最大难题在于该类细胞的异质性。MSC可以从各种组织中分离出来，如骨髓、脐带、胎盘和脂肪组织，这引入了组织依赖性的变异，也可能因供体而产生治疗效果的差异。因此，我们需要对MSC来源组织和供体的异质性进行研究，并确定潜在的表型特征Marker，这些Marker最终可以用作MSC细胞治疗产品的疗效预测标志物或关键质量指标，并了解其临床作用机制。我们今天介绍的这篇研究就是用单细胞转录组测序scRNA-seq来比较不同组织、供体来源的MSC细胞的基因表达异质性。

图二：不同组织来源的MSC细胞

Medrano-Trochez（2021年）等比较了最主要的两个来源组织（即骨髓和脐带）中MSC细胞的scRNA-seq测序数据，对比了它们的基因聚类分析（Gene Ontology）结果。结果如图三所示，骨髓来源的间充质干细胞BM-MSC中脂质和脂蛋白代谢、胆固醇生物合成、线粒体转运和代谢途径富集，而脐带来源的间充质干细胞UCT-MSC中ECM组织、胶原生物合成和信号转导富集。这也预示了两种来源的MSC细胞产品潜在的治疗作用存在不同。

图三：scRNA-seq检测的两种来源的间充质干细胞的基因表达聚类分析。红色聚类基因为骨髓来源的MSC细胞，灰色聚类基因为脐带来源的MSC细胞。

另外，该研究作者还比较了冻存-复苏前后的BM-MSC细胞的基因表达情况变化。结果显示，在冷冻前样本中过表达的一些途径是细胞因子信号传导、细胞增殖和细胞粘附相关基因，而冷冻后则是碳水化合物的相互转化，胆固醇/类固醇生物合成和调节细胞凋亡相关的。其实，除了组织来源和样本冻存带来的MSC细胞异质性，不同的MSC样本供体也会引起细胞基因表达的差异，进一步造成MSC细胞产品的差异和治疗效果的不确定性。

通过进一步的差异基因的PCA主成因分析，作者发现细胞周期相关基因的表达差异是引起MSC产品异质性的主要因素。因此，既可以通过这些基因Marker来判断和预测MSC产品的效果，也可以用来作为相关细胞治疗产品生产的一个质量控制标准。

参考文献

Medrano-Trochez et al. Stem Cell Res Ther (2021) 12:565