Einzelzellanalyse

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Die Einzelzellanalyse (englisch single cell analysis, SCA) bezeichnet in der Biochemie, Zellbiologie und Medizin die Untersuchung einzelner Zellen aus bzw. in Geweben.[1] Kennzeichnend für die verwendeten Verfahren ist eine vergleichsweise hohe Sensitivität (niedrige Nachweisgrenze) oder in der Mikroskopie und Durchflusszytometrie die Betrachtung einzelner Zellen.[2][3][4]

Prinzip

In Geweben von Organismen befinden sich unterschiedliche Zelltypen, von denen einige nur in geringer Anzahl vorkommen, z. B. einige Stammzellen oder bei Tumorerkrankungen auch Metastasen. Die Einzelzellanalyse wird in der Mikroskopie unter anderem zur Untersuchung der Apoptose,[5] Zellmigration, der Zellteilung und der Zellproliferation in einem einzelnen Klon verwendet.[6] Die Patch-Clamp-Technik und das Lab-on-a-Chip werden zur Untersuchung der Elektrophysiologie einzelner Zellen wie Neuronen eingesetzt.[7][8] Methoden mit geringer Nachweisgrenze in der Analyse einzelner Zellen sind z. B. die DNA-Sequenzierung (teilweise mit Genomamplifikation),[9][10][11] die RT-PCR,[12][13] und die Massenspektrometrie.[14][15][16]

Die DNA- und RNA-Sequenzierung einzelner Zellen wurde von der Zeitschrift Nature Methods zur Methode des Jahres 2013 gekürt.[17]

Einzelnachweise

  1. ↑ Dario Anselmetti (Hrsg.): Single Cell Analysis. John Wiley & Sons, 2009, ISBN 978-3-527-62665-6 (google.com).
  2. ↑ Jonathan V Sweedler, Edgar A. Arriaga: Single cell analysis. In: Anal Bioanal Chem. Band 387, 2007, S. 1–2, doi:10.1007/s00216-006-0921-4.
  3. ↑ M. Wu, A. K. Singh: Single-cell protein analysis. In: Current Opinion in Biotechnology. Band 23, Nummer 1, Februar 2012, S. 83–88, ISSN 1879-0429. doi:10.1016/j.copbio.2011.11.023. PMID 22189001. PMC 3283030 (freier Volltext).
  4. ↑ J. P. Nolan, D. Condello: Spectral flow cytometry. In: Current protocols in cytometry. Band 63, Nr. 1, Januar 2013, Unit 1.27, ISSN 1934-9300. doi:10.1002/0471142956.cy0127s63. PMID 23292705. PMC 3556726 (freier Volltext).
  5. ↑ S. L. Spencer, P. K. Sorger: Measuring and modeling apoptosis in single cells. In: Cell. Band 144, Nummer 6, März 2011, S. 926–939, ISSN 1097-4172. doi:10.1016/j.cell.2011.03.002. PMID 21414484. PMC 3087303 (freier Volltext).
  6. ↑ J. M. Rothberg, M. Sameni, K. Moin, B. F. Sloane: Live-cell imaging of tumor proteolysis: impact of cellular and non-cellular microenvironment. In: Biochimica et Biophysica Acta. Band 1824, Nummer 1, Januar 2012, S. 123–132, ISSN 0006-3002. doi:10.1016/j.bbapap.2011.07.025. PMID 21854877. PMC 3232330 (freier Volltext).
  7. ↑ Y. Lin, R. Trouillon, G. Safina, A. G. Ewing: Chemical analysis of single cells. In: Analytical Chemistry. Band 83, Nummer 12, Juni 2011, S. 4369–4392, ISSN 1520-6882. doi:10.1021/ac2009838. PMID 21500835. PMC 3115477 (freier Volltext).
  8. ↑ S. Lindström, H. Andersson-Svahn: Overview of single-cell analyses: microdevices and applications. In: Lab-on-a-Chip. Band 10, Nr. 24, 21. Dez 2010, S. 3363–3372. doi:10.1039/c0lc00150c.
  9. ↑ W. W. Soon, M. Hariharan, M. P. Snyder: High-throughput sequencing for biology and medicine. In: Molecular systems biology. Band 9, 2013, S. 640, ISSN 1744-4292. doi:10.1038/msb.2012.61. PMID 23340846. PMC 3564260 (freier Volltext).
  10. ↑ S. Yilmaz, A. K. Singh: Single cell genome sequencing. In: Current Opinion in Biotechnology. Band 23, Nummer 3, Juni 2012, S. 437–443, ISSN 1879-0429. doi:10.1016/j.copbio.2011.11.018. PMID 22154471. PMC 3318999 (freier Volltext).
  11. ↑ T. Kalisky, P. Blainey, S. R. Quake: Genomic analysis at the single-cell level. In: Annual Review of Genetics. Band 45, 2011, S. 431–445, ISSN 1545-2948. doi:10.1146/annurev-genet-102209-163607. PMID 21942365. PMC 3878048 (freier Volltext).
  12. ↑ F. Tang, K. Lao, M. A. Surani: Development and applications of single-cell transcriptome analysis. In: Nature Methods. Band 8, Nummer 4 Suppl, April 2011, S. S6–S11, ISSN 1548-7105. doi:10.1038/nmeth.1557. PMID 21451510. PMC 3408593 (freier Volltext).
  13. ↑ A. Ståhlberg, M. Kubista, P. Aman: Single-cell gene-expression profiling and its potential diagnostic applications. In: Expert Review of Molecular Diagnostics. Band 11, Nummer 7, September 2011, S. 735–740, ISSN 1744-8352. doi:10.1586/erm.11.60. PMID 21902535. (PDF)
  14. ↑ E. J. Lanni, S. S. Rubakhin, J. V. Sweedler: Mass spectrometry imaging and profiling of single cells. In: Journal of proteomics. Band 75, Nummer 16, August 2012, S. 5036–5051, ISSN 1876-7737. doi:10.1016/j.jprot.2012.03.017. PMID 22498881. PMC 3419297 (freier Volltext).
  15. ↑ N. Tsuyama, H. Mizuno, T. Masujima: Molecular and functional analysis of cellular phenomena using single-cell mass spectrometry. In: Biological and Pharmaceutical Bulletin. Band 35, Nummer 9, 2012, S. 1425–1431, ISSN 1347-5215. PMID 22975491.
  16. ↑ S. S. Rubakhin, E. V. Romanova, P. Nemes, J. V. Sweedler: Profiling metabolites and peptides in single cells. In: Nature methods. Band 8, Nummer 4 Suppl, April 2011, S. S20–S29, ISSN 1548-7105. doi:10.1038/nmeth.1549. PMID 21451513. PMC 3312877 (freier Volltext).
  17. ↑ Anonym: Method of the Year 2013. In: Nature Methods. 11, 2013, S. 1–1, doi:10.1038/nmeth.2801.
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