Stem Cells：新的芯片实验室加速干细胞研究
Rensselaer Polytechnic Institute的工程师开发出有助于解决干细胞研究遇到的两个主要障碍的工具。放缓干细胞研究进程的这两个问题是如何快速检测干细胞对不停药物或基因的反应，以及如何创造出大量健康的活干细胞用于研究。
研究人员开发出能在一根标准的微小玻璃片上研究数百万干细胞的方法。这些技术使成千上万的个体干细胞在一根小的设备上进行平行实验。
Rensselaer的两个研究组利用芯片开放出缩微的干细胞实验室。利用这种技术，研究人员能够在一个玻片上对材料或细胞进行高通量分析。这两个研究组都分别开发出了独立的专门的芯片平台。
Jonathan Dordick领导的研究队伍开发的平台能够同感揭示不同分子如何协助或阻碍干细胞功能来加速药物发现过程。他们的研究结果在8月19日的第234届美国化学学会年会上公布。
由Ravi Kane教授领导的研究组则开发出一种能够使研究人员快速了解不停基因如何影响干细胞功能或发育的平台。他们的研究论文将发表在新一期的Stem Cells杂志上。
此前，佛罗里达州大学的化学和生物化学副教授Thomas Fisher报道说，他们正在设计一种与大城市的交通运输系统类似的“智能交通系统”。当然，这个智能交通的尺寸要小的多，交通道路小的足以放置在一个微小的芯片上。
通过与博士后Pieto Tierno和其他同事合作，Fisher设计出一种“芯片实验室”——一种小仪器，当放置在非常低强度的磁场中时，能用作快速诊断不同类型人类疾病的便携式工具。
Fischer解释说，目前医生要对病人诊断需要取得血样并将样品送去实验室。三四天后，实验室分析结果会反馈回来后，医生才能对患者的疾病作一个较准确的判断。但是，利用这种“芯片实验室”则可能只需要将患者的一滴血放在芯片上，然后快速做出诊断。
这种设备在接触血液样本并处于低磁场振动条件下就能够工作。样本中的特定微小颗粒通过芯片表面的磁珠矩阵被交换。通过观察不同的颗粒排列，医学专业人士能够确定出患者疾病的本质。
Fischer将这项发明在近期的Physical Review Letters杂志上公布。另外，Fischer、Tierno和新加坡南洋理工的Lars Helseth还呈递了一项芯片实验室专利申请。该专利目的是想通过调节芯片表面的磁场来控制芯片上分子的位置和运动。
芯片实验室是以芯片为平台的微全分析系统，它是把生物和化学等领域所涉及的样品制备、生物与化学反应分离与检测等基本操作单元集成到一块几平方厘米的芯片上，用以完成不同的生物或化学反应过程，并对其产物进行分析的一种技术。通俗言之，就是把实验室搬到芯片上。芯片上集成了各种不同的实验室单元技术，能够在短时间内分析大量的生物分子，准确获取样品中的大量信息，信息量是传统检测手段的成百上千倍。
原始出处：
First published online August 2, 2007
High-Throughput Screening of Gene Function in Stem Cells using Clonal Microarrays
Randolph S. Ashton 1, Joseph Peltier 2, Christopher A. Fasano 3, Analeah O'Neill 2, Joshua Leonard 2, Sally Temple 3, David V. Schaffer 2, Ravi Kane 1*
1 The Howard P. Isermann Department of Chemical and Biological Engineering, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York, 12180.
2 Department of Chemical Engineering and the Helen Wills Neuroscience Institute, University of California Berkeley, Berkeley, California 94720.
3 Center for Neuropharmacology and Neuroscience, Albany Medical College, Albany, New York 12208.
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: kaner@rpi.edu .
We describe a microarray-based approach for the high-throughput screening of gene function in stem cells and demonstrate the potential of this method by growing and isolating clonal populations of both adult and embryonic neural stem cells. Clonal microarrays are constructed by seeding a population of cells at clonal density on micropatterned surfaces generated using soft lithographic microfabrication techniques. Clones of interest can be isolated after assaying in parallel for various cellular processes and functions including proliferation, signal transduction, and differentiation. We demonstrate the compatibility of the technique with both gain- and loss-of-function studies using cell populations infected with cDNA libraries or DNA constructs that induce RNAi. The infection of cells with a library prior to seeding and the compact but isolated growth of clonal cell populations will facilitate the screening of large libraries in a wide variety of mammalian cells, including those that are difficult to transfect by conventional methods.
Key Words. Sox2 transcription factor, Akt1, Neural Progenitor Cells, Soft Lithography
相关报道：
芯片实验室促生命科学大发展----访英国帝国理工学院教授A.Manz与...
- 众说风云 (已有0条评论)
