使用WOLF G2单细胞柔性分选仪进行不同周期细胞分选

发布日期:2026-05-18



细胞周期用于描述细胞在细胞分裂过程中经历的各个阶段,共分为三个独立的阶段,细胞周期的一个关键指标是倍性,即基因组的倍数。哺乳动物细胞为二倍体(2N),拥有来自母体和父体的基因组拷贝。第一阶段(G1期)为2N,细胞在此阶段生长以准备进行DNA复制。第二阶段是合成期(S期),在此阶段DNA被复制为4份拷贝(4N),以准备细胞分裂。在最后一个阶段,细胞会合成蛋白质和细胞器以支持两个2N的子细胞,随后发生有丝分裂(M)。此外还有一个额外的2N阶段,即G0期,此时细胞处于静止或分化状态,不进行分裂。


当细胞从G1期进入G2/M期时,DNA物质会从2N复制为4N,以供两个子细胞使用。因此,G2期细胞(合成后且分裂前)可通过其DNA含量是G1期细胞的两倍来加以区分。因此,可以基于DNA含量来区分处于细胞周期不同阶段的细胞。这一现象在流式细胞术中已得到充分证实,该技术使用碘化丙啶(PI)等DNA结合染料。此外,已有充分文献记载表明,处于细胞周期早期阶段的细胞比处于后期阶段的细胞体积更小。


细胞周期研究一直是肿瘤学领域关注的重点,旨在阐明细胞的增殖特性。根据细胞周期状态筛选出的细胞可通过RNA-Seq分析,以识别与正常或异常增殖相关的转录本,作为潜在的药物靶点。使用可插入DNA的染料来鉴定细胞周期,不仅会影响细胞的表型,还可能干扰下游的分子生物学实验(如PCR)。因此,最好采用能够避免这些染料潜在干扰的方法。


先前研究表明,对处于细胞周期特定阶段的细胞进行无标记分选是可行的。然而,传统的液滴式细胞分选仪会因高剪切应力而降低细胞存活率和RNA完整性。在本应用说明中, 我们利用WOLF细胞分选仪的高灵敏度及温和的微流控分选技术,在保持高存活率的同时,对处于G1期的Jurkat细胞进行了无标记分选。


为了鉴定未标记细胞的特征,我们首先使用一种染料来界定目标细胞群(下图), 在G1峰周围绘制了一个阈值门,并进行了高亮标注,以便观察细胞在FSC/BSC图中的位置。 随后,在散射光散点图中将蓝色高亮标注的细胞圈在门内。



分选前,未标记的G1分选门内细胞的平均百分比为 42.9 ± 10.9%。分选后,G1期细胞的平均百分比为 90 ± 2.1%(下图A)。


分选后立即测得的细胞活率为 90.1 ± 7.92%,经24小时孵育后,样本的平均长成率为73.9 ± 17.2%(下图A)。此外,分选出的G1期细胞在经24小时孵育后已进入S期和G2期(下图B)。


WOLF G2单细胞柔性分选系统能够利用荧光染料来测定倍性,通过采用反向圈门策略,在散点图中对特定区域进行圈门分选。由于DNA结合染料具有细胞毒性,且可能干扰基因组检测,我们仅将该染料用作散点图中G1圈门的参考。


该技术在这些实验中被证明是成功的,我们能够获得单一的G1细胞,且分选后的纯度很高。此外,经过24小时的培养期后,细胞看起来健康,并继续进入细胞周期的G2/M期,这进一步证明这些细胞在WOLF单细胞柔性分选系统上分选后没有损伤,保持了其功能。


此外,该工作流程被证实也适用于其他细胞类型。对CHO细胞的细胞周期分析显示,由于其更大的细胞体积和更强的散射信号,散点图中G1和G2群体的分辨率更高。总体而言,这些实验证明WOLF单细胞柔性分选系统足够精确且温和,能够对处于细胞周期不同阶段的活细胞进行分选。