2013年度生命科學領域*創新力產品*0

日前，《TheScientist》雜志評選出了 2013 年度生命科學領域 10 大創新性及競爭力的產品與技術。（因有兩項并列排名，實為12項）

1) nVista HD

Inscopix開發的微型熒光顯微鏡nVista HD (mini fluorescence microscope)對神經元功能和神經環路研究意義重大。以往難于檢測自由活動的狀態動物的神經活動：常規顯微鏡太大，電生理技術則難兼顧到單細胞活動和整個腦神經元網絡活動這兩個層面。nVista HD能真正實現單神經元細胞水平觀測、同時實時檢測多達數千神經元的活動，從而實現對整個神經網絡的觀測；nVista HD只有兩克重，動物帶著它可以自由的活動，從而能完成對特定行為學任務的研究。

2) X-MAN

傳統報告質粒是在過表達模式下工作的，不能反映生理表達量下的情況。Promega開發的X-MAN報告系統則不同，其細胞株含內在的報告子，不需要使用傳統的報告質粒，該類試劑盒包括兩種類型：一種為含NanoLuc luciferase報告子的細胞株，無需高表達，在生理表達量下即可開展檢測；另一種為含HaloTag的細胞株，該細胞株應用更廣泛：興趣蛋白與HaloTag表達后，可以通過添加熒光蛋白檢測目標蛋白與其它蛋白的相互作用。

2) SmartFlare RNA 探針

EMD Millipore開發的SmartFlare RNA檢測探針（SmartFlare RNA Detection Probes）無需抗體，無需殺死細胞，*在生理狀態下，通過熒光檢測內源性RNA。SmartFlare RNA Detection Probes檢測以往使用固定的死細胞開展實驗的方式不同，是在活細胞環境下開展，具有重要意義：針對靶RNA的寡核苷酸與納米金顆粒結合，與細胞孵育過夜，從而經胞吞攝入后，與靶基因RNA分子結合，即可通過流式細胞儀或熒光顯微鏡檢測，而這個外源性分子在幾天后可通過胞吐排除，細胞又恢復原有狀態。

3) SR GSD 3D

熒光顯微鏡的分辨率約為200 nm，即便是高分辨率顯微鏡，雖然XY平面上分辨率可達20 nm，但在Z軸只能達到600–700 nm的分辨率，不能用于觀測三維分子結構。Leica Microsystems的SR GSD 3D成像系統，在XY平面上分辨率為20 nm，同時在Z軸達到70 nm的分辨率。其圓柱形鏡頭結合軟件使這種顯微鏡能判斷出某點與觀測平面的相對位置（上還是下），并將相應信息合成為3D影像。利用這種顯微鏡使細胞結構顯現接近了光鏡水平，更助于了解細胞內結構和功能。

4) NanoString

乳腺癌患者因擔心腫瘤復發易導致過度醫療，既浪費金錢，并導致傷害。NanoString開發的乳腺癌預后基因信號芯片（Prosigna Breast Cancer Prognostic Gene Signature Assay）通過檢測乳腺癌患者腫瘤細胞基因表達譜，可判斷患者腫瘤復發風險。如果患者對內分泌治療反應良好，通過這種芯片評分就能評估病人是否有必要開展化療和放療。這種芯片同樣能判斷乳腺癌病理類型，相比臨床上常用的幾種biomarker，其能提供更多的生物學信息。而且這種技術花費低，不需要在專業實驗室內完成，可直接在臨床應用。

5) ClearColi

大腸桿菌含潛在的病原體LPS，以大腸桿菌為模式生物生產生物制品要面對復雜的產品純化問題。Lucigen開發的大腸桿菌ClearColi不表達LPS，而是表達LPS的無毒前體脂IVA。當前，他們正在致力于將這種大腸桿菌商業化，希望開發出能承載質粒的菌株，該型菌株既能像實驗室常規使用的大腸桿菌一樣生產生物產品，同時又沒有內毒素污染的問題。

6) 人性化的細菌熒光素酶

分子生物學家將細胞內插入生物熒光基因來檢測藥效和毒性，其中zui常用的是Firefly熒光酶。這類技術一個顯著的缺點是必須殺死細胞，加入外源性試劑來顯示熒光素酶活性，即指利用此類技術開展藥物毒性研究的話，實驗不能連續性開展，而只能選在不同的時間點來分別測定。490 BioTech開發的細菌熒光素酶報告系統則不同，它不需要添加外源性物質，不需殺死細胞。490 BioTech已經能夠在多種細胞類型內引入這種細菌熒光素酶系統，包括多種人源細胞株，而且可根據客戶實驗需要來訂做相應產品。雖然490 BioTech的細菌熒光素酶熒光強度比Firefly弱，但是其觀測的實時性和連續性具有其它實驗方法*的優勢。

7) Syn Vivo

CFD的SynVivo是一種人工合成的、模擬體內血管環境的微流體芯片，是用于模擬體內實際液流和幾何學特征的體外模型。SynVivo由20個標準化的芯片組成，可模擬倉鼠、大鼠和小鼠不同血管的幾何學特征。芯片含有可培養細胞的腔隙，可用來研究細胞（如神經元細胞，肝細胞和腫瘤細胞等）與藥物、循環分子間的相互作用。研究者只需將芯片的孔道覆蓋fibronectin類物質來模擬體內環境，進而在孔道上培養細胞，讓液體在上面流動模擬自然情況下體內微血管網內的血液，從而在近似體內真實環境中研究所感興趣細胞的功能。

8) ADCC報告生物法

我們的皮膚可感知碰撞力，并主動反饋躲避危險。由金屬或是硬塑料做成的機器人則沒有這種能力。SynTouch LLC開發的NumaTac是由網狀聚氨酯泡沫做成的墊子，并在其中加入感受器讓機器能感觸、并對碰撞力作出反應。這種泡沫材料可以根據要求任意塑性，讓機器臂如人手臂那樣能感觸危險并及時作出反應，從而避免與硬物碰撞導致損傷，這類材料具有廣闊的應用前景。

9) NOMe-Seq試劑盒

單克隆抗體治療在腫瘤和自身免疫性疾病中應用較廣，常使用抗體依賴性細胞介導的細胞毒性作用(ADCC)報告系統評估單克隆抗體治療的療效。但很多人對ADCC報告系統并不滿意：效應細胞辨認靶細胞上的抗體并攻擊靶細胞，可是因效應細胞的變異性太大，相同的抗體，在不同的時間用該報告系統檢測所得結果差異很大。為了發展可靠的檢測方法，Promega開發了新型ADCC報告系統（ADCC Reporter Bioassay）：Promega研發人員從永生化細胞系開發人源的工程T細胞作為效應細胞，做出了這一穩健、便捷的實驗報告系統，使用該系統評估ADCC能節省大量時間，提高了工作效率。

10) NOMe-Seq

在表觀遺傳學上，DNA甲基化和核小體排布調節著基因的表達，因此需要分別檢測DNA甲基化和相應位置的核小體狀況來了解基因的轉錄狀況。Active Motif的新技術NOMe-Seq (Nucleosome Occupancy and Methylome Sequencing)能讓研究人員同時檢測DNA分子的甲基化和核小體排布情況。NOMe-Seq實驗開始時，人工甲基化那些不被包裹在核小體內的、固定的染色質的GpC殘基，然后逆轉交聯，釋放核小體及其上結合的蛋白（例如轉錄因子），然后DNA經雙亞硫酸鹽轉化(bisulfite conversion)，使未甲基化的胞嘧啶轉化為尿嘧啶，然后通過DNA測序確定DNA甲基化譜和被GpC甲基化保護的核小體印跡（footprint）。

10) 定量多重內標

二代測序等技術定量所得結果面臨者證實困難等諸多問題。Horizon Diagnostics開發的定量多重內標（Quantitative Multiplex Reference Standard）由30種突變組成，在樣品準備時摻入，可用于證實不同實驗技術、不同實驗室間的重復性和有效性。