Molecular Devices

  【簡介】 　　與傳統的2D培養模型相比，3D腫瘤球(3D cancer spheroid)模型因為能夠更佳模擬生物體內的組織結構、基因表達和代謝情況而越來越受歡迎 1,5,6 。先前的研究顯示，3D培養能表現出多種體內腫瘤特徵，如細胞與細胞或細胞與細胞外基質(ECM)交互作用、藥物穿透率、藥物反應與抗藥性 7 。與實體腫瘤相似，腫瘤球由外層細胞增生區、中層靜止細胞和內部處於缺氧狀態的壞死核心細胞組成。這些相似之處表明3D模型將有助於更好地評估藥物安全性，並有助於成功挑選出抗腫瘤化合物 4 。 　　針對培養3D細胞球已經開發出各樣的技術，不外乎使用 『抗細胞附著表面』 或 『物理性促進細胞與細胞的交互作用』 這兩類方法。 『旋轉培養瓶法』 (NASA生物反應器系統)採用連續轉動來防止細胞粘附在培養瓶表面，從而促進細胞與細胞之間的粘附。 『磁懸浮法』 利用磁場將含有奈米顆粒的氧化鐵細胞團簇在一起形成球狀體。而旋瓶法和磁懸浮法會產生大量的細胞球，均勻性差、球形體比例低 2 。 『懸滴法』 是將細胞懸浮液滴在培養皿的底部。然後將液滴中形成的球狀體轉移到細胞培養盤中進行進一步的檢測。但這項技術耗時耗力，若無自動化系統協助，只限用於小範圍內研究和應用。 　　當前則更盛行使用鍍有低貼附性材料的 『U形底微孔盤』 ，這種無支架的方法提供了相對簡單的工作流程，細胞球尺寸易於控制、球體的均勻度高 2 ， 但缺點是在每個孔中只能生成一個細胞球。因此需要使用很多孔來增加資料量，不但耗時且大幅增加試劑和測試化合物的篩選成本。通常會結合 併用 one step染色法及 高內涵技術 來優化工作流程，以有效減少分析時間及誤差 3 　　如對通量有更高的要求，可以考慮採用如 『康寧 ® Elplasia ® 微孔盤』 (6孔、24孔、96孔) 。其在盤內設計有微腔，並在底部處理極低貼附性塗層，以利形成細胞球。與標準U底盤相比，Elplasia 96孔盤平均每個孔可生成>78個球體。這允許在相同的條件下生長和處理更多細胞球，進一步發揮高內涵的資料輸出能力。特別適合用於研究腫瘤組織的異質性，增加用於基因表達或代謝組學分析的材料數量 5,8 。   　　本文將演示Elplasia 96孔盤的應用以及完整的3D細胞分析流程，包括前端細胞球培養/生成、化合物/染色處理、及後端以ImageXpress

Cathy Olsen, PhD | Sr. Applications Scientist | Molecular Devices Sophia Hsieh, PhD | Sr. Field Applications Scientist | Molecular Devices Chao-Min Cheng, PhD | Professor & Director | Institute of Biomedical Engineering, NTHU -快速檢測中和抗體的解決方案 SARS-CoV-2新冠肺炎病毒引起的全球大流行，如何快速監測接種疫苗後所產生的免疫反應是否能中和病毒，也就是受試者接種疫苗後的血清中和抗體平均效價，是一個有效的重要參數。日前陸續出現新冠肺炎變種病毒株，使得快速測試疫苗接種者體內中和抗體變的更為重要。 傳統的人類血清中和抗體的檢測，像是Plaque Reduction Neutralization（PRNT）方法，需使用活的病毒感染細胞，BSL-3級實驗室和大量的細胞培養工作，且結果分析過程非常費時，難以自動化。有人改用假病毒中和測試法（pVNT），使能在BSL-2級實驗室中進行， 但仍需要細胞培養和螢光成像以測量中和活性，因此也無法滿足高通量篩選的要求。GenScript cPass™ SARS-CoV-2是一種無病毒中和測試的檢測法（sVNT），採用ELISA技術，能夠克服傳統病毒中和檢測的障礙，實驗自動化大量篩檢。使用GenScript cPass™SARS-CoV-2中和抗體檢測試劑組搭配Molecular Devices系列軟硬體自動化產品可於短時間內快速篩檢疫苗接種者血清中的中和抗體，可提供一個快速檢驗疫苗效力的檢測平台。 【實證研究】 由清華大學生物醫學工程研究所鄭兆珉教授及高雄醫學大學婦產部沈靜茹醫師所率領的團隊，正是使用這樣的方式對29位接種莫德納（Moderna mRNA-1273）疫苗孕婦以及新生兒的臍帶血進行快速又精準的檢測。 GenScript cPass™SARS-CoV-2的作法是：將能辨認棘狀蛋白HRP-RBD（HRP-conjugated spike protein receptor-binding domain）的抗體和可能含中和抗體的待測者血清相

      【前言】 　　『細胞信息傳遞路徑』的概念從80年代被提出，解釋細胞外的分子訊號經細胞膜傳入胞內後，一系列促酶（磷酸化、泛素化等）的反應路徑，改變路徑中蛋白的結構的過程。 　　一般情況下，膽固醇等脂質可直接穿透脂雙層細胞膜進入細胞，但訊號分子是多肽類（如生長因子、細胞因子、激素、神經傳遞物質以及其它小分子化合物等），只能先與胞膜上的受體蛋白（通常為穿膜蛋白transmembrane protein）或稱為配體（adaptor）結合後，再啟動下游一系列反應。 　　 諾貝爾獎獲得者David Baltimore（圖1）于1986年發現的NF-κB，是從B淋巴細胞的細胞核萃取物中找到的轉錄因子。NF是細胞核因子，κB命名是因為它能與免疫球蛋白kappa輕鏈基因的擴增子B序列特異性結合，促進κ輕鏈基因表達。其本身是一種蛋白質複合物，能夠調控轉錄的DNA、細胞因子的產生以及細胞存活 [1] 。 　　 NF-κB 在細胞訊息傳遞領域中具有舉足輕重的地位，已知 NF-κB 參與細胞對刺激的反應，如自由基、重金屬、紫外線照射、氧化LDL和細菌或病毒抗原等。如果出現調節異常，會引起發炎反應、自體免疫疾病、感染性休克、細胞增生/分化/凋亡的紊亂。 目前大家熟知 NF-κB 在天然免疫機制中發揮著非常重要作用，也有很多文章研究發現NF-κB是發炎和癌症之間的重要關鍵。最近的一篇文章研究發現，酒精和其他濫用藥物可誘導大腦中的 NF-κB 活性和細胞因子表達，認為 NF-κB 和『 酒精及藥物成癮』 可能存在聯繫 [2] 。 【NF-κB檢測實務】 由於NF-κB是轉錄因子，它的活性主要作用在兩方面：DNA結合活性和反式啟動活性 1. 檢測其結合活性最經典的方法是EMSA 2. 反式啟動能力檢測方式則以NF-kB的報導基因測定較為理想。 其他已開發的『 NF-κB訊號通路檢測方法 』還有，Western Blot、PCR、與報導基因（reporter gene）等，以下簡述幾種常見的方法： 1、電移位切試驗 / EMSA （Electrophoretic mobility shift assay） EMSA法是目前檢測 NF-κB與DNA結合活性 最經典的方法之一。 以同位素P或生物素biotin標記分子與NF-κB有共有序列的寡核苷酸探針，

【前言】 『報導基因法』(reporter gene) 是常見的分子生物手段。實作中會將報導基因與目標序列或調控序列連接(如圖1)，如將報導基因置於特定啟動子(promoter)後，用以研究其調控機制或表達/標定特定蛋白質。 報導基因的種類很多，簡單可根據分析檢測方法區分為。   體外型 體內型   體外型 ： 此類報導基因為" 分泌性 "報導 基因，如氯黴素乙醯基轉移酶基因（CAT）、人生長激素基因（hGH）及分泌型鹼性磷酸酶基因（SEAP）等，需在 含有報導分子的細胞裂解液或者細胞/組織培養液中進行。 體內型 ：可以在活的細胞或組織中進行，如綠色螢光蛋白基因（GFP）；而β-半乳糖苷酶基因（β-Gal）和螢火蟲冷光素酶( Firefly luciferase) 基因既可以在體外分析也可以在體內分析。 出處： https://www.researchgate.net/figure/Principle-of-the-reporter-gene-assay-A-plasmid-containing-a-reporter-gene-downstream-of_fig3_276917993 【常見報導基因的比較】 報導基因 優點 缺點 CAT 在哺乳動物中沒有內源性活性； 可用於自動化的 ELISA方法 檢測 線性範圍窄； 靈敏度相對較低； 需要使用 放射性同位素 β-Gal 蛋白穩定； 生物或化學發光檢測 靈敏 ； 不需要使用同位素 在哺乳動物細胞中有 內源性 活性 hGH 屬於分泌型報告蛋白； 操作簡便 靈敏度相對較低； 線性範圍較窄 SEAP 化學發光檢測法非常靈敏； 線性範圍較寬 ； 價格便宜 在某些細胞中具有 內源性 表達； 與篩選的化合物相互干擾 Luciferase 靈敏性好 ； 線性範圍寬； 沒有內源性表達； 測定簡便 蛋白的 半衰期較短 ； 常規分析重複性差 GFP 自發螢光； 應用廣 ， 有多種突變體可應用 敏感性較低 （沒有信號的放大） 【生物學活性檢測】   　　 藥物上市前都必需完整評估 藥物有效性 ，以瞭解有效活性成分及其使用濃度。在動物試驗、臨床前及臨床研究中，常以 生物學活性檢測 評估藥物的有效性和臨床應用價值 。 　　 普遍的生物學活性檢測方法主要 以 培養 細胞為基礎 的體外研究 。但近年生物藥的蓬勃