细胞分析制造技术

描述了研究真核细胞对扰动的反应，或将真核细胞或细胞系分层成一个或多个亚组的方法。这些方法涉及以相同方式扰动细胞或细胞系文库，并观察细胞对相同扰动如何反应。观察可以通过高通量筛选方法，例如，cell painting；并且扰动可以是，例如，暴露于治疗剂。这些方法可用于对对给定治疗剂有类似反应的细胞或细胞系进行分组，其可用于识别患者组和选择合适的治疗。治疗。治疗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】细胞分析


[0001]本专利技术涉及研究真核细胞对扰动(例如，施用治疗剂，例如小分子药物或生物分子)的反应的方法。本专利技术的方面涉及以下方法：涉及基于此类细胞反应的变化对细胞群进行分层的方法。

技术介绍

[0002]十多年前已开发实现诱导多能干细胞(PSC)的方法，例如从源自人和小鼠的成纤维细胞培养物诱导(1
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3)。这些报告表明，通过外源表达一小组关键转录因子，终末分化的体细胞可以重编程回到多能状态。这种状态的特征在于自我更新的能力和分化成三个主要胚层(即内胚层、外胚层和中胚层)的能力。由此产生的诱导性多能干细胞(iPSC)显示出其生理胚胎干细胞(ESC)对应物的关键特征，同时避免了限制使用从人胚胎直接分离的干细胞的大多数伦理问题。因此，iPSC系作为人疾病模型的使用引起了人们的极大兴趣，并且在许多应用中已取代hESC的使用，用于再生医学和疾病建模的研究，包括单基因病症和其他形式的遗传性疾病的研究。
[0003]已知个体之间的遗传变异可以导致对治疗的不同反应——例如，某些抗癌药物对表达特定细胞标志物的肿瘤有效。关于iPSC系，iPS细胞中的基因表达至少部分反映了细胞来源供体的遗传身份，因此可能表明对治疗性治疗的反应。利用表达和反应中的这种变化来更好地理解细胞和生物体对治疗性治疗和/或其他形式的扰动的反应将是有益的。

技术实现思路

[0004]本公开部分基于研究者对与研究从供体生物体获得的相同细胞类型的细胞集合相关的工作所进行的观察。研究者观察到，虽然预期这些相似的细胞在以相同方式受到干扰时产生相似的反应，但仍然可以观察到反应的差异。不同的细胞系被认为是相同类型，但其各自的扰动反应却表现出差异，该观察结果可能允许将细胞系的集合分层成显示相似反应特征的亚组。这些观察结果进一步使得细胞可用于测试，其实际上反映了在生物体水平上发现的变化，并且可以根据对疾病易感性的差异反应和/或对给定治疗的治疗反应进行观察。例如，可以确定来自不同供体的人iPSC系对癌症药物(例如，伊立替康，临床上用于治疗结肠癌和小细胞肺癌)的反应差异，并且不同的细胞系相应地分组。
[0005]在一个实施方案中，提供了研究真核细胞对扰动的反应的方法，该方法包括：
[0006]提供从一个或多个供体获得的真核细胞或细胞系文库，其中该文库内的每个真核细胞或细胞系是相同细胞类型；
[0007]以相同方式扰动该文库内的每个真核细胞或细胞系；和
[0008]观察该文库内的每个真核细胞或细胞系对相同扰动如何反应，以识别和分组对扰动反应相似或不同的细胞或细胞系。
[0009]在进一步的实施方案中，提供了将从一个或多个供体获得的真核细胞或细胞系分层成一个或多个亚组的方法，其中每个真核细胞或细胞系是相同细胞类型，该方法包括；
[0010]以相同方式扰动每个真核细胞或细胞系，并观察每个真核细胞或细胞系对相同扰动如何反应；和
[0011]基于观察到的每个真核细胞或细胞系的反应，将每个真核细胞或细胞系分层成所述一个或多个组。
[0012]在优选的实施方案中，真核细胞是干细胞，例如本文进一步描述的；在更优选的实施方案中，干细胞是诱导性多能干细胞(iPS细胞或iPSC)。
[0013]如本文所用，“扰动”优选地是指用测试化合物施用(例如，接触)细胞或细胞系。测试化合物可以是治疗剂或潜在的治疗剂。例如，测试化合物可以是小分子药物、生物制品、肽、蛋白、核酸等。在一些实例中，测试化合物可以是潜在的感染剂。在一些实例中，测试化合物可以是旨在引起细胞或细胞系的基因修饰的化合物。通常，本说明书使用术语“扰动”来指代与测试化合物的这种接触；尽管应当理解，在某些实例中可以使用其他形式的扰动；例如将细胞暴露于特定环境条件或其他细胞或细胞类型。
[0014]此处“观察反应”或“观察到的反应”是指观察细胞或细胞系的表型反应。表型反应可以通过细胞或亚细胞细胞器或组分的视觉成像来确定；或可以通过分子测量来确定(例如，识别基因表达或蛋白产生的变化)。在本文中对此进一步描述。
[0015]优选地，每个这样的组包含对相同扰动反应相似的细胞或细胞系或由其组成。
[0016]除非另有说明，否则以下评论通常适用于本专利技术的每个实施方案。
[0017]根据本专利技术，真核细胞或细胞系(优选源自人，可选地可以使用非人哺乳动物细胞或细胞系)是相同细胞类型。例如，细胞或细胞系可以是相同类型的体细胞。举例来说，体细胞或细胞系可以均是从血液获得的巨噬细胞、从肝组织获得的kupffer细胞或从心脏组织获得的心肌细胞。在优选的实施方案中，细胞或细胞系可以是相同类型的干细胞；例如，成体干细胞，例如造血干细胞、上皮干细胞或间充质干细胞。在更优选的实施方案中，细胞或细胞系是iPS细胞或细胞系。在一些实施方案中，细胞或细胞系既未患病，也不在表型上被识别为患病(即，细胞或细胞系未表现出疾病表型)。因此，在一些实施方案中，细胞或细胞系通常被认为在表型上未患病。在其他实施方案中，细胞或细胞系可以携带遗传特征(例如特定等位基因的突变、重复、缺失)，其可以使细胞或细胞系易于发展疾病或病况。例如，细胞或细胞系可以从供体获得，该供体对此不知晓，和/或在对从所述供体来源细胞系进行临床实践时不知晓，该供体可能在某种程度上在遗传上易于发展疾病或病况。例如，细胞或细胞系可以取自供体，在获取细胞时，该供体未患病，但在以后的生活中出现疾病/病症，例如神经退行性疾病或心脏病。当然，在一些实施方案中，遗传特征的存在可能是当时已知的。
[0018]应当理解，当从不同供体获得细胞时，尽管细胞可能看起来(在表型意义上)相同，但细胞将拥有不同的基因型。即使是没有已知致病突变的健康供体群体，也将具有基因型变异，并且本公开使得能够分析群体中关于细胞生理学和对扰动的反应的自然变异。其他形式的变异——例如表观遗传变异——也可能与对扰动的不同反应有关，并且可以使用本方法进行研究。
[0019]在一个实施方案中，细胞或细胞系可以源自从患有与已知或候选突变相关的一种或多种疾病的供体获得的细胞。根据描述供体基因型和/或不同疾病严重程度的元数据，对此类细胞或细胞系进行分析，并比较它们对扰动的反应。
[0020]干细胞可以包括胚胎干细胞、胎儿干细胞和成体干细胞，并且可以是表型多能的、
专潜能的或单能的。在本公开的一个实施方案中，真核细胞或细胞系是诱导性多能干细胞(iPSC)，包含诱导性多能干细胞(iPSC)或基本上由诱导性多能干细胞(iPSC)组成。iPSC是一种从体细胞直接产生的多能干细胞。iPSC是熟知的并且用于获得iPSC的方法描述于，例如，Kim CH,Moon JI,et al.Generation of human induced pluripotent stem cells by direct delivery of reprogramming proteins.Cell Stem Cell.2009；4(6):472
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476.doi:10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.研究真核细胞对测试化合物的反应的方法，所述方法包括：提供从一个或多个供体获得的真核干细胞或细胞系的文库，其中所述文库内的每个真核干细胞或细胞系是相同细胞类型；使所述文库内的每个真核干细胞或细胞系与所述测试化合物以相同方式接触；和观察所述文库内的每个真核干细胞或细胞系对所述测试化合物如何发生表型反应，以识别和分组对所述测试化合物反应相似的细胞或细胞系。2.将从一个或多个供体获得的真核细胞或细胞系分层成一个或多个组的方法，其中每个所述真核细胞或细胞系是相同细胞类型的干细胞，所述方法包括；使每个真核干细胞或细胞系与测试化合物以相同方式接触并观察每个真核干细胞或细胞系对相同测试化合物如何反应；和基于观察到的每个真核干细胞或细胞系的表型反应，将每个真核干细胞或细胞系分层成所述一个或多个组。3.根据权利要求2所述的方法，其中每个所述组包含对所述相同测试化合物的表型反应相似的细胞或细胞系或由其组成。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述干细胞或细胞系包含诱导性多能干细胞(iPSC)或基本上由其组成。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述细胞或细胞系源自从患有与已知或候选突变相关的一种或多种疾病的供体获得的细胞。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述细胞或细胞系已经人工修饰以改变基因型。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中观察反应包括将与测试化合物接触之前的初始细胞或细胞系状况与与测试化合物接触后的细胞或细胞系状况进行比较。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述状况包括所述细胞或细胞系的基于图像的表型测量；优选地一种或多种亚细胞组分的测量。9.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：安格斯，
申请(专利权)人：敦提大学，
类型：发明
国别省市：