细胞分选及其在干细胞研究中的重要性

　　尽管三十多年前就发现了干细胞，但是分选技术一直有所限制，由于分选设备一般存在于大型核心机构中。现在，干细胞研究人员可以开始自由地利用台式细胞分选仪了。

　　干细胞具有显著的自我更新和分化成许多不同类型细胞的潜力。实际上，正是这两个特征将干细胞与其他细胞类型区分开来。由于其独特的再生能力，过去二十年来干细胞已被用于组织和器官的再生，取得了不同程度的成功（Bollietal.2011,Schwartzetal,2012）。干细胞也为治疗糖尿病和心脏病等疾病提供了很大的希望。鉴于它们在再生医学和正常生理学中的重要性，对干细胞进行了广泛研究。因此，越来越需要开发新技术，以高效、简单、灵活和易于使用的方式分离高纯度的干细胞群体。
     

　　细胞分选是一种广泛使用的从异质细胞悬液中分离纯干细胞的技术，是一种高分辨率、高度精确和灵敏的方法（ZhuandMurthy2013）。细胞分选允许基于细胞内或细胞外特性（包括DNA，RNA和蛋白质相互作用，大小和表面蛋白质表达）来分离细胞。具体而言，在稳定的单细胞流中，通过电子检测装置使不均匀的细胞群通过电子检测装置，基于细胞的物理和化学特性分析细胞，并告诉仪器进行分选这个小区还是把它送去废液系统。尽管细胞分选过去被认为是需要特殊培训的复杂而昂贵的方法，但是随着多功能，用户界面友好的，个性化的台式细胞分选仪的出现，这已经改变。新仪器为干细胞研究人员提供了轻松，快速的学习，以一种温和，但强大和有效的方式来分选干细胞的能力。

　　一种特定类型的细胞分选，称为荧光激活细胞分选，指将细胞用荧光染料标记的抗体标记，然后基于这些标记的细胞的荧光和光散射特性对这些细胞进行单独分选，这种方法可以得到纯度>95％的细胞群（Zhu和Murthy2013）。用于分离干细胞群体的第一种荧光激活细胞分选方法之一是侧群体分析，其基于干细胞以更快的速率外排Hoechst33342（一种DNA标记染料）。这是许多干细胞群体的独特属性，包括造血干细胞，胚胎干细胞和癌症干细胞。然而，尽管侧群分析可以将干细胞从非自我更新细胞中分离出来，但它不能区分不同类型的干细胞，这导致我们进入第二种类型的荧光激活细胞分选。在这种方法中，基于细胞表面和细胞内表达的蛋白质来分离干细胞群。由于每种类型的细胞都表达一组独特的分子或标记，因此可以使用合适的荧光抗体轻松区分。用于细胞分选的抗体可以缀合到荧光团，例如异硫氰酸荧光素（FITC），藻红蛋白（PE）和别藻蓝蛋白（APC）等，或荧光蛋白如GFP，RFP和mCherry等。因此，荧光激活的细胞分选是干细胞研究的组成部分，允许分离和表征干细胞群体。

     自20世纪60年代中后期引入荧光激活细胞分选技术以来，主要被纳入人类临床医学和生物医学研究领域，尤其是免疫学，病理学，肿瘤学和分子生物学领域（PrefferandDombkowski2009）。自2002年以来，已经有多种细胞分选仪，当时，他们需要一个训练有素的人来使用它们。在开始之前，细胞分离技术需要具有昂贵的高功率UV离子激光源，这妨碍了侧群分析和进行UV或近紫外激发测定的能力（Cabana等，2006，Kapoor等，2007）。然而，随着高质量细胞分选仪的出现，大大提高了细胞分选仪的分辨率，降低了成本。这些进步也消除了使用细胞分选仪必须进行专门培训的必要性，并允许细胞分选仪具有更大的设计适应性和更小的体积（Preffer和Dombkowski2009）。

　　Bio-Rad的S3e细胞分选仪就是这样的仪器，它可以测量前向散射光（FSC），侧向散射光（SSC）和几种荧光参数，并且能够进行高速分析和分选。S3e细胞分选仪最近已被成功地用于分选各种类型的干细胞，分选出的干细胞又被用于各种下游应用。在一项研究中，使用S3e细胞分选仪分选来自各种小鼠组织的间充质干细胞群体，用于进行蛋白质组学分析并阐明细胞治疗应用中的关键信号通路（SudheerandBose2017）。在另一项研究中，细胞分选仪用于从人类多能干细胞（hPSCs）中分离出人原始生殖细胞样细胞（hPGCLCs），以更好地了解不孕症和生殖细胞肿瘤的病因（Irie和Surani，2017）。S3e的其他应用还包括研究由纯化的hPSCs分化成肺芽类器官（LBO）的人肺的发育（Chen等人，2017）和阐明纯化的胚胎干（ES）的常染色状态的调节（Bulut-Karslioglu等，2015）。

凭借直观、专业化的软件和易于使用的自动化特点，S3e细胞分选仪是干细胞研究人员寻找高纯度干细胞群进行体外和体内表征以及其他下游分子分析的理想工具。