全視野細胞成像分析儀在觀察CPE細胞病變形態(tài)變化的應用
細胞病變作用 (Cytopathic effect, 縮寫CPE), 指的是由病毒感染引起的宿主細胞的活率和形態(tài)變化。最常見的CPE包括細胞的腫脹或皺縮、變圓、裂解、脫落，形成蝕斑、聚團、合胞體或內涵體等。不同種類的病毒在不同的宿主細胞中會產生不同程度的CPE, 有些會迅速破壞整個單層細胞，而有些僅會影響部分宿主細胞的形態(tài)。研究人員可以通過CPE對病毒進行定量，對中和抗體和抗病毒藥物等進行檢測和篩選。因此，CPE實驗被廣泛地應用于多種病毒的基礎研究以及各類疫苗，包括新冠病毒疫苗的開發(fā)中。
如何做好CPE實驗？
CPE實驗的設計和操作有如下幾點需要注意：
- 宿主細胞接種密度 – 細胞必須覆蓋整個孔底區(qū)域，以便觀察病變。如果宿主細胞的密度沒有接近100%，未被細胞覆蓋的區(qū)域可能會對CPE的區(qū)分鑒定產生干擾
- 病毒濃度 – 在CPE實驗前最好進行病毒滴度測定，以確定能獲得合適的TCID50結果的最佳病毒濃度范圍
- 通量 – 傳統(tǒng)的CPE實驗通常在6或24孔板中進行。基于孔板成像的細胞分析儀可實現(xiàn)96甚至384孔板中的CPE檢測
- 成像 – 傳統(tǒng)的CPE檢測通常依靠肉眼或顯微鏡觀察，缺失原始圖像記錄。成像細胞分析儀可以快速對整塊板的所有孔進行全孔成像，獲得明場和熒光細胞圖片
- 分析 – 傳統(tǒng)的CPE分析需要經驗豐富的研究人員進行人工鑒定評估，耗費時間和精力，而且很難避免人與人之間的判斷差異。成像細胞分析儀的算法可通過細胞覆蓋率的缺失，細胞數(shù)的減少或細胞形態(tài)的變化等自動分析CPE的程度
Celigo全視野細胞成像分析儀 – CPE實驗分析的神器
Celigo是一款基于孔板成像的細胞分析儀，可快速對整塊板的所有孔進行全孔成像，獲得明場和熒光細胞圖片。通過強大的內置分析軟件，Celigo可對病毒蝕斑、灶斑、被感染細胞形態(tài)變化或熒光強度等進行定量評估。Celigo獨特的明場算法可針對不同的病毒和宿主細胞對CPE進行準確的識別和量化。因此，研究人員不需對細胞進行任何染色標記即可通過Celigo進行高通量CPE檢測分析。
案例1：細胞發(fā)生明顯脫落
宿主細胞被細胞感染后死亡、脫落，孔底出現(xiàn)大片空白區(qū)域。Celigo軟件可以通過紋理 (Texture) 算法識別細胞覆蓋的區(qū)域，并計算細胞融合率 (Confluence)，快速分析整板每孔CPE的程度。
案例2：細胞產生皺縮，并未脫落
宿主細胞被病毒感染后發(fā)生皺縮或堆疊，顏色發(fā)暗，但未發(fā)生脫落。Celigo軟件的紋理算法可通過對比度的差異區(qū)分有病變和沒有病變的細胞，并計算出病變細胞的融合率。
案例3：細胞變圓
宿主細胞被病毒感染后形態(tài)發(fā)生變化，由梭形變?yōu)閳A形。Celigo軟件可識別每一個細胞的輪廓并計算出圓度，并通過軟件內置的類流式設門功能區(qū)分梭形細胞和圓形細胞。
案例4：多重分析
同一個CPE實驗，有時可以用多種方法進行分析。比如下圖的宿主細胞被病毒感染后，有部分細胞發(fā)生了脫落，也有部分細胞發(fā)生腫脹，變得更圓更亮。Celigo可通過融合率分析，細胞計數(shù)，或細胞亮度/圓度的分析從多個層面對細胞病變進行評估，得到更全面準確的結果。
疫情爆發(fā)以來，Celigo已被多個單位用于新冠病毒疫苗的開發(fā)和檢定，以及新冠病毒藥物的高通量篩選。Celigo也是多種病毒研究和疫苗開發(fā)的利器。下圖是Celigo用戶研究過的部分病毒名稱大集合。
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