肿瘤单细胞制备存在诸多难点,主要体现在以下几个方面:
组织异质性:肿瘤组织由多种细胞类型构成,包括肿瘤细胞、免疫细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞等,且不同细胞间的物理特性和生物学特性差异显著。同时,肿瘤细胞本身还存在高度的异质性,在基因表达、细胞表面标志物表达以及细胞功能等方面均有不同。这就导致在制备单细胞时,很难找到一种通用的方法来高效且温和地将所有类型的细胞分离出来,并且保证每种细胞的完整性和活性。
细胞间连接复杂:肿瘤细胞之间以及肿瘤细胞与细胞外基质之间存在着复杂的连接结构,如紧密连接、桥粒、黏着斑等,这些连接使得肿瘤组织具有较高的机械强度。要将肿瘤组织解离成单细胞,就需要破坏这些连接,但常用的解离方法如酶解、机械解离等,在破坏连接的同时,容易对细胞造成损伤,影响细胞的活性和功能。
细胞活性与功能维持:在制备单细胞的过程中,无论是酶解、机械处理还是化学处理,都可能对细胞造成一定的应激和损伤,导致细胞活性下降、细胞内信号通路改变以及细胞功能受损。而对于后续的单细胞分析实验,如单细胞测序、细胞培养、细胞功能检测等,都需要细胞保持较高的活性和完整的功能,才能获得准确可靠的实验结果。因此,如何在单细胞制备过程中地维持细胞的活性和功能,是一个关键的难点。
避免细胞团聚:解离后的单细胞在悬液中容易发生团聚现象,这是由于细胞表面的电荷、蛋白质等物质相互作用,以及细胞之间的黏附力所致。细胞团聚不仅会影响单细胞的计数和分析,还可能导致部分细胞被包裹在团块中,无法被后续的实验所检测到,从而造成细胞信息的丢失。防止细胞团聚需要在解离过程中加入适当的试剂,如蛋白酶抑制剂、抗氧化剂等,同时还需要优化操作流程,尽量减少细胞在悬液中的停留时间。
杂质去除:肿瘤组织中除了细胞成分外,还含有细胞外基质、血液成分、坏死组织等杂质。在单细胞制备过程中,如果这些杂质不能被有效地去除,会对后续的实验产生干扰。例如,细胞外基质可能会影响细胞的分散和贴壁,血液中的红细胞会干扰细胞计数和分析,坏死组织中的细胞碎片可能会激活细胞的免疫反应,影响细胞的功能状态。因此,需要采用合适的方法去除这些杂质,以获得纯净的单细胞悬液。