Beacon Discovery应用于T细胞多维表征和TCR发现

在2025年AACR会议上，布鲁克细胞分析发布了Beacon DiscoveryTM单细胞功能表征平台， 通过壁报展示了在该平台上开展的T细胞功能表征和TCR发现的数据。Beacon DiscoveryTM平台依赖的可靠的光导微流控技术在多个关键指标上能够实现与Beacon单细胞光导系统一致的数据结果，为细胞疗法开发和肿瘤、感染和自身免疫研究提供新型单细胞研究工具。

01摘要

过继性细胞疗法（ACTs）如CAR-T和TCR-T在抗癌领域展现出巨大潜力，但细胞疗法的复杂性也带来了诸多挑战，尤其是在细胞功能特征分析方面。Beacon DiscoveryTM系统应运而生，它搭载了布鲁克的Opto® T细胞分析工作流程，能实时剖析T细胞与抗原呈递活细胞（APCs）的相互作用，涵盖细胞毒性、细胞因子分泌及表面标志物表达等关键指标。其技术核心—Beacon®光导微流控单细胞分析系统，利用光电定位技术（OEP®），将活细胞精准分选至纳升小室（NanoPens®），实现多维度细胞特性分析与活细胞回收，广泛应用于免疫细胞分析、抗体发现和细胞系开发，深受顶级制药公司和科研机构的青睐。

02Beacon DiscoveryTM平台介绍

包含Beacon DiscoveryTM在内的Beacon®系列单细胞光导系统（图2）整合了多种仪器的功能，包括微流控处理、细胞孵育、明场与多重荧光成像，以及基于机器视觉算法（卷积神经网络）的单细胞自动检测与操控。结合OEP®技术，这些功能可实现从微孔板中自动分离单个或多个细胞至纳升小室、试剂灌注、培养、多种细胞行为检测，以及活细胞回收用于测序或下游处理。

图1：Beacon DiscoveryTM 单细胞功能表征系统由桌面式仪器、显示器和键鼠组成。

图2：Beacon DiscoveryTM系统包括试剂仓、样本仓和光学模块。

03Beacon DiscoveryTM上的Opto® T

细胞分析

Opto® T细胞分析工作流程利用OEP®将活体T细胞与抗原呈递细胞（APCs，如癌细胞）配对，直接观察T细胞的治疗相关表型（图3）。

图3：Opto® T细胞分析步骤包括通过OEP®加载细胞因子微球、T细胞，最后加载肿瘤细胞或APCs。多重荧光成像测量细胞表型。

每个纳升小室通过ID追踪，可在同一芯片不同区域设置实验组与对照组。T细胞分析支持三种主要检测类型：细胞毒性、细胞因子分泌和表面标志物染色。T细胞或靶细胞可在加载前染色，随后在芯片上成像（图4），并根据结果（如活率、CD4/CD8、CD137）选择性导入。

图4：预选Annexin V阴性活细胞进行选择性导入。

细胞因子分泌通过共加载三种不同捕获抗体包被的微球进行检测，孵育后灌注荧光标记的检测抗体（图5）。纳升小室中加载微球、T细胞和APCs，随后灌注培养基并进行约14小时的明场与荧光成像。培养基中可加入caspase-3底物以监测细胞毒性，并精确记录每个小室中细胞杀伤发生的时间。目标T细胞随后通过OEP®移入通道并导出用于下游测序。

图5：常见T细胞亚型（细胞毒性、调节性、辅助性）的细胞因子微球检测示例。

在Beacon®和Beacon DiscoveryTM的并行工作流程中，我们分析了与APCs（即T2细胞）共培养的MART-1 T细胞，测量其细胞毒性（caspase-3）、表型（CD137+）及细胞因子分泌（IFNγ、TNFα、IL-2）。80%的纳升小室加载了荷载MART-1肽段的T2细胞，20%为未荷载肽段的T2对照。通过配套软件进行检测分析并导出选择的T细胞。

总体而言，荷载肽段的APCs相较于对照组能刺激更多细胞因子释放，观察到快速与慢速杀伤事件，且加载的T细胞间存在激活效能的多样性。

图6：纳升小室215的Opto® T细胞分析示例。通过OEP®共加载细胞因子微球、T细胞和APC。观察到每种微球（IFNγ、TNFα、IL-2）对细胞因子的捕获以及MART-1 T细胞CD137+染色阳性（激活标志物）。通过灌注caspase-3底物进行细胞毒性检测，APC与T细胞共培养过夜后显示杀伤事件。纳升小室215被选中导出，下游测序获得高质量的α和β链序列。

Beacon DiscoveryTM在Opto® T细胞分析工作流程中成功解析了MART-1 T细胞行为，与Beacon®在单T细胞加载、芯片纳升小室利用率、T细胞解分选效率和序列回收率等关键指标上表现一致。

图7：Beacon®与Beacon DiscoveryTM在重复工作流程中的性能对比。

图8：Beacon DiscoveryTM平台与工作流程为细胞疗法开发全周期提供优势。

总结

Beacon DiscoveryTM在Opto® T细胞分析工作流程中成功解析了MART-1 T细胞行为，与Beacon®在单T细胞加载、芯片纳升小室利用率、T细胞解分选效率和序列回收率等关键指标上表现一致。该平台的多模态实时功能分析生成数据，加速发现并改善治疗结果，为细胞疗法开发全周期提供优势。Beacon DiscoveryTM不仅提升了研究效率，还为细胞疗法的临床转化提供了强大的技术支持，是加速ACT开发的理想选择。