$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
أصبح تحليل الخلية الواحدة سريعا أمرا بالغ الأهمية للاكتشافات الطبية الحيوية الجديدة ، سواء لتطبيقات مثل قياس التدفق الخلوي ، وتحديد أنواع الخلايا المختلفة ، أو تسلسل الخلية الواحدة ، أو لتحديد الاختلافات الجينومية أو النسخية بين الخلايا1. يتطلب إجراء عمليات عزل الخلايا هذه من الأنسجة ذات الأهمية فرم الأنسجة المقطعة ودفعها عبر مصفاة خلايا دقيقة لتصفية النسيج الضام من الخلايا المرغوبة (الشكل 1 أ). يتطلب عزل أنواع الخلايا الملتصقة ، مثل الخلايا المتغصنة أو الضامة ، أو الخلايا من الأنسجة الليفية بشكل خاص ، خطوات فصل ميكانيكية أو إنزيمية إضافية2،3،4. تتم هذه العملية يدويا بشكل عام ، مما يجعلها تستغرق وقتا طويلا وعرضة لتقلب المستخدم عند تقييم إنتاجية الخلايا وصلاحية العينة. لذلك ، من الأهمية بمكان تقديم خيارات قابلة للتخصيص لتفكك الأنسجة الآلي. في حين بذلت بعض المحاولات لتصميم مثل هذه الأنظمة ، فإن الخيارات الحالية لا يمكن الوصول إليها دائما بسهولة ، لا سيما في المختبرات الأكاديمية والإعدادات ذات الموارد المنخفضة ، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى الطبيعة الباهظة التكلفة لهذه الأجهزة5. علاوة على ذلك ، لا تكون هذه الأجهزة قابلة للتخصيص دائما وفقا للاحتياجات الفردية لمجموعة البحث6.
هنا ، تم تصميم جهاز فك الأنسجة لأتمتة هضم الأنسجة الكاملة أو قطع الأنسجة في معلقات أحادية الخلية بمساعدة الإنزيمات الهاضمة والاضطراب الميكانيكي. يمكن تجميع هذا الجهاز بسهولة في المختبر ، ووضعه في غرف التدفئة أو التبريد لتنظيم درجة الحرارة ، وتخصيصه للعدد المطلوب من الأنسجة لفصلها ، وبرمجته ببروتوكولات التفكك المطلوبة. يمكن أن يؤدي الاستخدام الواسع لهذا الجهاز إلى تحسين إمكانية استنساخ بروتوكولات استخراج الخلايا بشكل كبير وتوفير بديل موفر للوقت للتفكك اليدوي.
يسمح التصميم بالهضم المتزامن لما يصل إلى 12 منديلا من خلال عملية آلية. يتكون الجهاز من 12 محركا فرديا سلكيا بالتوازي ويتم تشغيله بواسطة قابس حائط قياسي من خلال محول AC / DC مع قرص جهد قابل للتعديل للتحكم في دوران / سرعة المحركات. تقوم المحركات بتحويل مسمار سداسي يتناسب بشكل مريح مع الجزء العلوي من الأنابيب C. يتم تثبيت الأنابيب C في مكانها عن طريق الشد لأسفل على لوحة أكريليك تغلق على جانبي اللوحة العلوية حيث يتم تأمين المحركات (الشكل 1 ب). نظرا لأن المحركات سلكية بالتوازي ، يجب ألا تختلف سرعتها عند أي جهد معين كثيرا ، ولكن الحمل (عدد الأنابيب C المثبتة على الجهاز) سيؤثر على السرعة حتى عندما يظل الجهد ثابتا. لقياس الدورات في الدقيقة (rpm) ، تم دمج مقياس سرعة الدوران باستخدام مستشعر تأثير القاعة ومغناطيس ثابت على أحد أعمدة المحرك (الشكل التكميلي 1). يتم توفير ملفات CAD لبناء صفائف المحركات في ملف الترميز التكميلي 1. كما يشتمل على مفتاح قابل للبرمجة لعكس اتجاه الدوران عن طريق عكس الشحنات الموجبة / السالبة التي يتم تسليمها إلى المحركات. تم دمج كل هذه الميزات باستخدام برنامج مشفر (برنامج Arduino IDE ، انظر جدول المواد) على Arduino Nano (ملف الترميز التكميلي 2). باستخدام الأزرار المتصلة ولوحة LCD (الشكل التكميلي 2) ، من الممكن إنشاء وتشغيل بروتوكولات محفوظة ومخصصة ، وعكس اتجاه الدوران تلقائيا في أوقات محددة من البروتوكول ، وضبط السرعة باستخدام الجهد (الشكل التكميلي 3) ، وعرض سرعة المحرك الحالية والوقت المتبقي لإكمال بروتوكول مبرمج (الشكل التكميلي 4).
بالنسبة للدراسة الحالية ، تم تحضير معلقات أحادية الخلية باستخدام كل من تفكك الأنسجة الأنزيمية الميكانيكية مع هذا الجهاز وتفكك الأنسجة الأنزيمية اليدوية لتحديد الاختلافات ، إن وجدت ، في الخلايا المستعادة للتطبيقات النهائية. تم تقييم الاستعدادات الخلوية على أساس إجمالي غلة الخلايا لكل نسيج والنسبة المئوية لصلاحية الخلية. تم استخدام قياس التدفق الخلوي لمقارنة الاختلافات المحتملة في تعبير علامة السطح. تم تحليل البيانات باستخدام الرسوم البيانية وبرامج التحليل الإحصائي. تم استخدام اختبارات Welch t غير المزاوجة لمقارنة أزواج من العينات أو المجموعات ، مع أحجام العينات n > 4 الفئران التي تمثل 2 تجربة تكرار. يمكن العثور على تعليمات مفصلة لتصنيع وتجميع هذا الجهاز في الملف التكميلي 1. يتم سرد المواد اللازمة لهذا البروتوكول في جدول المواد.