Name: 미세유체공학 기반 고처리량 순환 종양 세포 분류 및 단일 세포 시퀀싱 기술 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-11-14T12:40:00.000+00:00
Duration: 9 min 45 s
Description: 배우세요 미세유체공학 기반 고처리량 순환 종양 세포 분류 및 단일 세포 시퀀싱 기술을 통해 정밀 종양학 연구를 발전시키는 방법입니다. 이 프로토콜은 CTC 포효율과 순도를 높여 액체 생검 분석을 개선합니다.

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<ol><li>Gerstberger, S., Jiang, Q., Ganesh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metastasis%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Metastasis.</a> Cell. 186 (8), 1564-1579 (2023).</li>
<li>Heller, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circulating+tumor+cell+number+as+a+response+measure+of+prolonged+survival+for+metastatic+castration-resistant+prostate+cancer%3A+A+comparison+with+prostate-specific+antigen+across+five+randomized+phase+iii+clinical+trials%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Oncol%22%5BJournal%5D)">Circulating tumor cell number as a response measure of prolonged survival for metastatic castration-resistant prostate cancer: A comparison with prostate-specific antigen across five randomized phase iii clinical trials.</a> J Clin Oncol. 36 (6), 572-580 (2018).</li>
<li>Heitzer, E., Speicher, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Digital+circulating+tumor+cell+analyses+for+prostate+cancer+precision+oncology%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Discov%22%5BJournal%5D)">Digital circulating tumor cell analyses for prostate cancer precision oncology.</a> Cancer Discov. 8 (3), 269-271 (2018).</li>
<li>Bidard, F. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Efficacy+of+circulating+tumor+cell+count-driven+vs+clinician-driven+first-line+therapy+choice+in+hormone+receptor-positive%2C+erbb2-negative+metastatic+breast+cancer%3A+The+stic+ctc+randomized+clinical+trial%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Oncol%22%5BJournal%5D)">Efficacy of circulating tumor cell count-driven vs clinician-driven first-line therapy choice in hormone receptor-positive, erbb2-negative metastatic breast cancer: The stic ctc randomized clinical trial.</a> JAMA Oncol. 7 (1), 34-41 (2021).</li>
<li>Chang, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combination+of+circulating+tumor+cell+enumeration+and+tumor+marker+detection+in+predicting+prognosis+and+treatment+effect+in+metastatic+castration-resistant+prostate+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Oncotarget%22%5BJournal%5D)">Combination of circulating tumor cell enumeration and tumor marker detection in predicting prognosis and treatment effect in metastatic castration-resistant prostate cancer.</a> Oncotarget. 6 (39), 41825-41836 (2015).</li>
<li>Grisanti, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+circulating+tumor+cells+in+prostate+cancer+patients+at+psa+recurrence+and+review+of+the+literature%5BTitle%5D)+AND+%22Anticancer+Res%22%5BJournal%5D)">Analysis of circulating tumor cells in prostate cancer patients at psa recurrence and review of the literature.</a> Anticancer Res. 36 (6), 2975-2981 (2016).</li>
<li>Underwood, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid+biopsy+for+cancer%3A+Review+and+implications+for+the+radiologist%5BTitle%5D)+AND+%22Radiology%22%5BJournal%5D)">Liquid biopsy for cancer: Review and implications for the radiologist.</a> Radiology. 294 (1), 5-17 (2020).</li>
<li>Paterlini-Brechot, P., Benali, N. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circulating+tumor+cells+%28ctc%29+detection%3A+Clinical+impact+and+future+directions%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Lett%22%5BJournal%5D)">Circulating tumor cells (ctc) detection: Clinical impact and future directions.</a> Cancer Lett. 253 (2), 180-204 (2007).</li>
<li>De Bono, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circulating+tumor+cells+predict+survival+benefit+from+treatment+in+metastatic+castration-resistant+prostate+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Circulating tumor cells predict survival benefit from treatment in metastatic castration-resistant prostate cancer.</a> Clin Cancer Res. 14 (19), 6302-6309 (2008).</li>
<li>Tsao, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterising+the+phenotypic+evolution+of+circulating+tumour+cells+during+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Characterising the phenotypic evolution of circulating tumour cells during treatment.</a> Nat Commun. 9 (1), 1482(2018).</li>
<li>Lu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+microfluidic+device+integrating+focus-separation+speed+reduction+design+and+trap+arrays+for+high-throughput+capture+of+circulating+tumor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Lab+Chip%22%5BJournal%5D)">A novel microfluidic device integrating focus-separation speed reduction design and trap arrays for high-throughput capture of circulating tumor cells.</a> Lab Chip. 20 (22), 4094-4105 (2020).</li>
<li>Descamps, L., Le Roy, D., Deman, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic-based+technologies+for+ctc+isolation%3A+A+review+of+10+years+of+intense+efforts+towards+liquid+biopsy%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Microfluidic-based technologies for ctc isolation: A review of 10 years of intense efforts towards liquid biopsy.</a> Int J Mol Sci. 23 (4), (2022).</li>
<li>Xu, Y., Chen, B., He, M., Cui, Z., Hu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-in-one+microfluidic+chip+for+online+labeling%2C+separating%2C+and+focusing+rare+circulating+tumor+cells+from+blood+samples+followed+by+inductively+coupled+plasma+mass+spectrometry+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">All-in-one microfluidic chip for online labeling, separating, and focusing rare circulating tumor cells from blood samples followed by inductively coupled plasma mass spectrometry detection.</a> Anal Chem. 95 (37), 14061-14067 (2023).</li>
<li>Reza, K. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+single+cell+proteomics+reveals+circulating+tumor+cell+heterogeneity+during+treatment%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">In situ single cell proteomics reveals circulating tumor cell heterogeneity during treatment.</a> ACS Nano. 15 (7), 11231-11243 (2021).</li>
<li>Mohamadi, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoparticle-mediated+binning+and+profiling+of+heterogeneous+circulating+tumor+cell+subpopulations%5BTitle%5D)+AND+%22Angew+Chem+Int+Ed+Engl%22%5BJournal%5D)">Nanoparticle-mediated binning and profiling of heterogeneous circulating tumor cell subpopulations.</a> Angew Chem Int Ed Engl. 54 (1), 139-143 (2015).</li>
<li>Levitin, H. M., Yuan, J., Sims, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-cell+transcriptomic+analysis+of+tumor+heterogeneity%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+Cancer%22%5BJournal%5D)">Single-cell transcriptomic analysis of tumor heterogeneity.</a> Trends Cancer. 4 (4), 264-268 (2018).</li>
<li>Sun, Y. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissecting+spatial+heterogeneity+and+the+immune-evasion+mechanism+of+ctcs+by+single-cell+rna-seq+in+hepatocellular+carcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Dissecting spatial heterogeneity and the immune-evasion mechanism of ctcs by single-cell rna-seq in hepatocellular carcinoma.</a> Nat Commun. 12 (1), 4091(2021).</li>
<li>Miyamoto, D. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RNA-seq+of+single+prostate+ctcs+implicates+noncanonical+wnt+signaling+in+antiandrogen+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">RNA-seq of single prostate ctcs implicates noncanonical wnt signaling in antiandrogen resistance.</a> Science. 349 (6254), 1351-1356 (2015).</li>
<li>Kojima, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Single-cell+DNA+and+RNA+sequencing+of+circulating+tumor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Single-cell DNA and RNA sequencing of circulating tumor cells.</a> Sci Rep. 11 (1), 22864(2021).</li>
<li>Chauhan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+facs-based+novel+isolation+technique+identifies+heterogeneous+ctcs+in+oral+squamous+cell+carcinoma%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Oncol%22%5BJournal%5D)">A facs-based novel isolation technique identifies heterogeneous ctcs in oral squamous cell carcinoma.</a> Front Oncol. 14, 1269211(2024).</li>
<li>Yu, H., Yang, C., Tai, Q., Gao, M., Zhang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+method+for+counting+and+picking+out+single+circulating+tumor+cells+from+microliter-volume+samples+for+tumor+progression+surveillance+and+single-cell+heterogeneity+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">New method for counting and picking out single circulating tumor cells from microliter-volume samples for tumor progression surveillance and single-cell heterogeneity analysis.</a> Anal Chem. 95 (12), 5232-5239 (2023).</li>
<li>Cheng, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydro-seq+enables+contamination-free+high-throughput+single-cell+rna-sequencing+for+circulating+tumor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Hydro-seq enables contamination-free high-throughput single-cell rna-sequencing for circulating tumor cells.</a> Nat Commun. 10 (1), 2163(2019).</li>
<li>Simbolo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((DNA+qualification+workflow+for+next+generation+sequencing+of+histopathological+samples%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">DNA qualification workflow for next generation sequencing of histopathological samples.</a> PLoS One. 8 (6), e62692(2013).</li>
<li>Ikeda, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Protocol+for+high-quality+single-cell+rna-seq+from+tissue+sections+with+draql%5BTitle%5D)+AND+%22STAR+Protoc%22%5BJournal%5D)">Protocol for high-quality single-cell rna-seq from tissue sections with draql.</a> STAR Protoc. 5 (2), 103050(2024).</li>
<li>Yang, Y. P., Giret, T. M., Cote, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circulating+tumor+cells+from+enumeration+to+analysis%3A+Current+challenges+and+future+opportunities%5BTitle%5D)+AND+%22Cancers+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Circulating tumor cells from enumeration to analysis: Current challenges and future opportunities.</a> Cancers (Basel). 13 (11), (2021).</li>
<li>Deng, Z., Wu, S., Wang, Y., Shi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circulating+tumor+cell+isolation+for+cancer+diagnosis+and+prognosis%5BTitle%5D)+AND+%22EBioMedicine%22%5BJournal%5D)">Circulating tumor cell isolation for cancer diagnosis and prognosis.</a> EBioMedicine. 83, 104237(2022).</li>
<li>Wu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Aptamer-based+detection+of+circulating+targets+for+precision+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Rev%22%5BJournal%5D)">Aptamer-based detection of circulating targets for precision medicine.</a> Chem Rev. 121 (19), 12035-12105 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>(3-머카토프로필) 트리메톡시실란&nbsp;</td><td>시그마 올드리치</td><td>175617-100G</td><td>MPTS 해법</td></tr><tr><td>20번, SSC 버퍼</td><td>상곤 바이오텍</td><td>B548109-0200</td><td></td></tr><tr><td>5&times; RT 버퍼</td><td>상곤 바이오텍</td><td>B610020-0500</td><td></td></tr><tr><td>비오틴화 CD45 단클론 항체</td><td>e바이오사이언스</td><td>13-0459-82</td><td>2&deg에 저장; C에서 8도까지; 참고;</td></tr><tr><td>비오티닐화 EpCAM 단클론 항체</td><td>e바이오사이언스</td><td>13-9326-82</td><td>2&deg에 저장; C에서 8도까지; 참고;</td></tr><tr><td>소 혈청 알부민 (BSA)</td><td>상곤 바이오텍</td><td>A600332-0100</td><td>2&deg에 저장; C에서 8도까지; 참고;</td></tr><tr><td>디코더 카트리지 칩</td><td>동적 생태계</td><td>2203106</td><td>2&deg에 저장; C에서 8도까지; 참고;</td></tr><tr><td>디코더 카트리지 시약 키트</td><td>동적 생태계</td><td>2203206</td><td>2&deg에 저장; C에서 8도까지; 참고;</td></tr><tr><td>DEPC 처리수</td><td>상곤 바이오텍</td><td>B501005-0500</td><td></td></tr><tr><td>D-PBS</td><td>상곤 바이오텍</td><td>E607009-0500</td><td>함량: NaCl 136.89mM; KCl 2.67 mM; Na2HPO4 8.10 mM; KH2PO4 1.47 mM. pH=7.2-7.4&nbsp;</td></tr><tr><td>DTT</td><td>써모 사이언티픽</td><td>R0861</td><td>2&deg에 저장; C에서 8도까지; 참고;</td></tr><tr><td>다이나비즈 마이원 SA T1</td><td>인비트로젠</td><td>65602</td><td>SA-MBs, 1 및 mu; m</td></tr><tr><td>EDTA</td><td>상곤 바이오텍</td><td>B540625-0500</td><td>0.5 M, pH=8.0</td></tr><tr><td>KAPA 하이파이 핫스타트 레디믹스</td><td>로슈</td><td>KK2601</td><td>2&times; PCR 반응 혼합물</td></tr><tr><td>염화 리튬 강전.</td><td>인비트로젠</td><td>AM9480</td><td>0.2 & 마이크로; M 필터링</td></tr><tr><td>N-&감마;-말레이미도부티릴-옥시신니마이드 에스터</td><td>써모 사이언티픽</td><td>22309</td><td>GMBS 솔루션</td></tr><tr><td>플루로닉 F-68</td><td>상곤 바이오텍</td><td>A600749-0025</td><td></td></tr><tr><td>큐비트 1&times; dsDNA HS 분석 키트</td><td>써모 사이언티픽</td><td>Q33231</td><td></td></tr><tr><td>SDS 솔루션</td><td>상곤 바이오텍</td><td>B648118-0100</td><td>SDS 10%</td></tr><tr><td>스트렙타비딘</td><td>시그마 올드리치</td><td>189730</td><td>2&deg에 저장; C에서 8도까지; 참고;</td></tr><tr><td>SU-8 포토레지스트</td><td>미세화학</td><td>SU-8 3050</td><td></td></tr><tr><td>SYLGARD 184 실리콘 엘라스토머 키트</td><td>다우 코닝</td><td>4019862</td><td></td></tr><tr><td>트리스-HCl (pH 7.5)</td><td>리젠</td><td>NR0072</td><td>1 mol/L, pH=7.5, RNase 자유</td></tr><tr><td>트리스-HCl (pH 8.0)</td><td>리젠</td><td>NR0073</td><td>1 mol/L, pH=8.0, 자유 Rnase</td></tr><tr><td>트리톤 X-100</td><td>상곤 바이오텍</td><td>A600198-0500</td><td></td></tr><tr><td>Trueprep DNA 라이브러리 준비 키트 V2 Illumina&nbsp;</td><td>바지임</td><td>TD502</td><td>DNA 라이브러리 준비 키트</td></tr><tr><td>트윈-20</td><td>상곤 바이오텍</td><td>A600560-0500</td><td></td></tr><tr><td>VAHTS DNA 클린 비즈</td><td>바지임</td><td>N411</td><td>DNA 정제를 위한 고상 가역적 고정(SPRI) 자기 구슬</td></tr></tbody></table>

미세유체공학 기반 고처리량 순환 종양 세포 분류 및 단일 세포 시퀀싱 기술

Microfluidics-based High-throughput Circulating Tumor Cell Sorting and Single-cell Sequencing Technology

Circulating tumor cells (CTCs) serve as a promising biomarker for tracking cancer metastasis, progression, and recurrence. Liquid biopsy techniques ...

microfluidics-based-high-throughput-circulating-tumor-cell-sorting

Research

연구

JoVE Journal

Cancer Research

암 연구

순환 종양 세포는 세포 손상을 보면서 겁에 질리게하지 않고 암 환자의 혈액으로부터 격리됩니다. 종양 세포의 분리는 상피 마커에 대한 항체 이외에 E-selectin의 bimolecular 표면을 사용하여 수행됩니다. 나노튜브 코팅은 특별히 높은 캡처 purities 결과 암 세포 접착을 촉진합니다.

환자의 혈액 샘플에서 가능한 순환 종양 세포의 신속한 분리

여기에서는 고효율 단세포 분리 및 장기 클론 배양을 가능하게 하는 새로운 마이크로웰 설계 개념을 활용하는 미세유체 플랫폼으로 단일 세포를 분리 및 배양하기 위한 프로토콜을 제시합니다.

높은 처리량 단일 세포의 분리 및 문화를위한 미세 유체 플랫폼

이 프로토콜은 특정 관심 세포 유형을 분리하기 위해 desthiobiotin, streptavidin, APTES 시스템의 사용자 정의 가능한 표면 기능화를 설명합니다. 또한 이 원고는 이 프로세스의 적용, 최적화 및 검증을 다룹니다.

유리 표면 기능화를 통해 표적 세포 격리 방법

프로토콜은 폴리 (N -iso - 프로필 아크릴) 효과적인 캡처 및 가능한 순환 종양 세포 (CTC)의 thermoresponsive 릴리스 (PIPAAm) 코팅 된 마이크로 제시를 활용합니다. 이 방법은 분석 및 특성, 하류 오프 - 칩 문화에 대한 환자의 혈액과 가능한 CTC의 후속 릴리스에서 CTC를 캡처 할 수 있습니다.

캡처 및 혈액에서 실행 가능한 순환 종양 세포의 릴리스

단일 셀 시퀀싱 생물 학적 시스템, genotypic이 보여 하지만 현재 기술 커뮤니티 구성 및 기능의 깊은 프로 파일링에 필요한 처리량 부족. 여기, 우리는 미세 워크플로 시퀀싱에 대 한 설명 &gt; 다양 한에서 50000 단일 셀 게놈 세포 인구.

단일 셀 게놈 시퀀싱 초고 처리량 미세 플랫폼

여기서, 우리는 순환 종양 세포 (CTCs)를 특성화 하는 표현 형 및 분자 특징을 식별 하는 통합 워크플로우를 제시 합니다. 당사는 단일 및 클러스터형 CTCs의 살아있는 면역 염색 및 로봇 미세 조작을 단일 세포 기반 기술로 결합 하 여 전이 시드 능력의 다운스트림 분석과 평가를 제공 합니다.

하류 분자 분석 및 전이성 전위 평가를 위한 순환 종양 세포의 미세 조작

순환 종양 세포의 특성 (CTC)는 번역 연구에서 인기있는 주제입니다. 이 프로토콜은 비소세포 폐암(NSCLC) 환자 샘플에서 CTC의 PD-L1 특성화 및 열거에 대한 반자동 면역형광(IF) 분석방법을 기술한다.

면역형광에 의한 비소세포 폐암 환자의 순환 종양 세포의 반자동 PD-L1 특성화 및 열거

CtC를 배양하면 특정 마커 발현을 속이고 약물 내성과 다른 가능성 중 간을 식민지화하는 능력을 평가함으로써 암의 더 깊은 기능적 특성을 허용합니다. 전반적으로 CTC 문화는 환자 결과를 개선하기 위해 개인화 된 의학을위한 유망한 임상 도구가 될 수 있습니다.

순환 종양 세포 주: 근본적이고 번역적인 연구를 위한 혁신적인 도구

유방암 세포는 비종양 유방 상피 세포와 비교하여 다른 유전 특성을 나타냅니다. 이러한 유전 특성의 차이에 기초하여, 두 집단은 면역 요법 목적으로 분리 될 수 있다는 가설이 세워졌다. 이를 지원하기 위해 MCF-7 및 MCF-10A 세포를 분류하는 미세 유체 장치를 모델링합니다.

AC 전기영동을 이용한 비전이성(MCF-7) 및 비종양(MCF-10A) 유방암 세포 분리를 위한 미세유체 장치

임상 미세유체 칩은 임상 환자 혈액 샘플 전처리를 단순화하고 순환 종양 세포(CTC)를 칩에 면역 형광으로 염색하여 단일 CTC를 신속하게 검출하고 식별할 수 있는 중요한 생물 의학 분석 기술입니다.

다용도 순환 종양 세포의 분리를 위한 임상 미세유체 칩 플랫폼

배우세요 미세유체공학 기반 고처리량 순환 종양 세포 분류 및 단일 세포 시퀀싱 기술을 통해 정밀 종양학 연구를 발전시키는 방법입니다. 이 프로토콜은 CTC 포효율과 순도를 높여 액체 생검 분석을 개선합니다.

미세유체공학 기반 고처리량 순환 종양 세포 분류 및 단일 세포 시퀀싱 기술

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