TIGR組織無酶研磨技術的介紹及其在醫學診斷領域的應用
01. TIGR技術簡介
TIGR是一種基于反向旋轉的機械解離裝置，通過預先編程的交替切割和研磨步驟，快速、高效地從固體組織中分離出單個活性細胞，無需使用酶類試劑。這項技術不僅快速，還保留了細胞的生物活性和形態完整性，為后續的診斷和治療提供了可靠的基礎。
02. 臨床應用背景
手術期間快速準確的組織病理診斷對臨床決策至關重要。目前常用的術中咨詢病理學方法耗時、勞動力成本高，并需要受過訓練的病理學家的專業知識。TIGR技術的引入，提供了一種快速、無標記的固體組織活檢診斷方法，通過評估懸浮的單個細胞的物理表型，實現了對活檢樣本的快速、無標記分析。
03. TIGR技術的優勢
1. 快速分離活性細胞：TIGR能夠快速從實體組織中分離出活單個細胞，處理時間少于5分鐘。
2. 保持細胞活性和產量：TIGR處理的細胞活性在70-90%，與酶解法相似，且細胞產量與組織類型有關。
3. 無酶處理：TIGR不需要昂貴的酶和特殊存儲條件，降低了成本和操作復雜性。
4. 代表性細胞群：TIGR可能更接近實際組織中的細胞群，適合無偏倚的細胞群分析。
5. 保持細胞特性：快速的TIGR處理有助于保持細胞的生化和生物物理特性，減少在其他方法中可能發生的降解。
04. RT-FDC技術的應用
1. 結合TIGR和RT-FDC技術，研究團隊能夠區分基于圖像提取的物理參數的組織細胞亞群，無需先驗知識或額外的分子標記。
如圖1所示，使用組織研磨機分離小鼠結腸，并通過RT–FDC（實時熒光和可變形細胞測定法）進行分析。
EpCAM和CD45細胞表面標記物染色的細胞散點圖。
在EpCAM陽性群體中，可以根據物理參數（例如亮度和細胞大小）的密度可以區分出7個細胞亞群。
2. 這種方法在炎癥性腸病診斷中顯示出巨大潛力，通過無監督的維度降低和邏輯回歸，準確區分了小鼠和人類活檢樣本中的健康和腫瘤組織。
圖2 | 小鼠結腸組織中腫瘤和健康組織細胞的物理表型分析
我們的研究發現，腫瘤組織中的細胞的機械特性與對照樣本顯著不同，表明我們的方法在檢測結直腸癌方面具有潛力。圖2a-c中單個小鼠的代表性圖表顯示，腫瘤中的細胞與其健康對應物相比，細胞大小更大，變形更高。對所有32個樣本的分析表明，腫瘤中的細胞具有顯著較高的平均細胞大小、變形和面積比，效應大小從中等到強（圖2d、e和g）。腫瘤樣本還表現出更大的異質性，如圖2c中廣泛的分布以及細胞大小和面積比的標準偏差顯著增加（圖2d和g）。
05. 實驗結果
研究團隊篩選了不同的小鼠組織，并評估了機械解離組織后的細胞產量、存活率以及RT-FDC測量的可行性。他們展示了僅基于圖像提取的物理參數就可以區分組織細胞的亞群，增強了傳統的流式細胞術。此外，他們還檢查了來自小鼠和人類結腸的冷凍和新鮮活檢樣本，并通過主成分分析（PCA）和機器學習對多維數據進行分析，展示了RT-FDC可以區分健康和癌變組織。
06. 結論
TIGR技術的應用范圍廣泛，不僅可以用于研究領域的細胞分析，也可以在臨床診斷中大顯身手。它不僅能夠用于術中診斷，還可以用于實時監測疾病的進展和治療效果，為臨床醫生提供了更加及時、精準的診斷和治療方案。我們相信，TIGR組織單細胞懸液快速制備儀將成為未來醫學領域的重要工具，為人類健康事業作出更大的貢獻。
