Molecular Devices

  　　 一種新型的高內涵細胞分析方法學，透過 6 組以上染色標定將細胞元件區分，以影像方式加以分析量化，用以作細胞健康、藥理毒性、分子或遺傳干擾等表型剖析。與傳統表型剖析相比，其優點是能提供更全面性的表型圖譜及量化數據，能夠被進一步使用針對性選擇分類或群組分析。 　　 並為了保持最準確的資訊傳達，我們將在未來 Molecular Devices 發佈的相關技術文章中直接使用 Cell Painting 英文原詞，而不使用中文翻譯詞，以避免意義混淆。 【Cell Painting 的緣起】 閱讀原本文獻點這邊 　　 2016年，由美國哈佛麻省理工的博多研究所（The Broad Institute of Harvard and MIT ） 在 Nature Protocol 期刊上，發表了使用 Molecular Devices 的 ImageXpress 系統建立的高內涵方法學，並命名為“Cell Painting”  [1] 。 　　 近年來，Cell Painting 在眾多領域得到了廣泛的應用。例如 研究特定基因的功能和途徑，確定基因的相互作用； 研究化合物、藥物、天然產物等的作用機制， 讓藥物篩選更優化； 描述細胞異質性； 從研究基因功能，到確定 SARS-CoV-2 的潛在治療化合物  [5] ； 評估化合物或環境化學物質對人體生理的影響； 毒理學研究……等等。 　　 接下來，我們探討 如何利用 Cell Painting 的方法進行高內涵表型分析 。 　　 Cell Painting 的目的是盡可能“ 多 ”地觀察分析細胞，以構建表明細胞狀態的代表性影像。本文中的 Cell Painting 的標記了細胞核、內質網、肌動蛋白、高基氏體、RNA（和核仁）以及粒線體。採用配備有 6 通道以上濾鏡組，能不同倍率自動擷取螢光標記的細胞影像，並進行自動影像分析，以辨別、萃取和測量特定的細胞特徵可以大幅加速這些工作。（Figure 1）。 　　 使用 ImageXpress Micro Confocal 共軛焦高內涵成像分析系統的 優點 高度自動化，模組化設計可以簡化 Cell Painting 工作流程。 使用具有學習功能的強力軟體進行客觀的影像分析。 使用介面好上手的網路平台快速分析大型多維度資料集。 【Cell Painting 實戰範例

  本期文獻介紹 標題： 《人類胚胎幹細胞來源的Wilson病模型篩選藥物療效》 發表平臺： MDPI 發表時間：2 April 2020 【你知道嗎？】 【前言】 　　由遺傳性疾病體細胞誘導而來的 hiPSCs 可以為篩選治療人類遺傳疾病的潛在藥物提供良好的細胞模型。但當患者樣本非常罕見時，這種模型就很難完成。本文作者利用 CRISPR/Cas9 系統在沒有患者樣本的情況下，成功誘導出了 Wilson 病的 hiPSC 細胞模型，打開基因編輯技術直接建立人類遺傳疾病模型的可能性。 　　Wilson 氏病也叫做肝豆狀核變性症，是常染色體隱性遺傳疾病，全球發病率統計約為 1/30,000～1/100,000，致病基因攜帶者約為 1/90。該病在中國較多見。致病基因 ATP7B 突變導致 ATP 酶功能減弱或消失，引起血清銅藍蛋白（ceruloplasmin）合成減少以及膽道排銅障礙，蓄積在體內的銅離子在肝、腦、腎、角膜等處沉積，引起不斷加重的肝硬化、錐體外系症狀、精神症狀、腎損害及角膜色素環等。 　　為了解決這個病需要建立可供研究的細胞模型，本文作者的研究策略如下： 【細讀品味】 1、 以 CRISPR/Cas9 基因編輯誘變 Wilson 疾病細胞 　　 作者選用了兩種含有 R778L 突變位元點鄰近基因組區域的 single-guide RNA (sgRNA)，並將 2 個 sgRNAs 合併到 px459 plasmid 中，共同表達 Cas9 蛋白和 puromycin resistance gene。為了引入 R778L 的單鏈核苷酸，還設計了包含突變序列（c.2333G>T）和靶區兩側同源序列的單鏈寡去氧核苷酸（ssODNs）。通過 puromycin 篩選出突變株。 為確認細胞群發生了遺傳突變，從每個 clone 中提取基因 DNA，通過 RT-PCR 對目標基因進行測序。在各個 clone 中，證實了 sgRNA -2 轉染組在 c.2333 位點對 T 進行了純合替代（圖 3B）。 該 R778L 誘變克隆表現出典型的 hESCs 形態，並表現 OCT4、NANOG、SOX2 和 SSEA4 等 hESC markers，進一步證實了誘變後的細胞具有自我更新能力（圖 3C 及補充資料 S2）。 2、建立