Einzelzellanalyse

Die Einzelzellanalyse (englisch single c​ell analysis, SCA) bezeichnet i​n der Biochemie, Zellbiologie u​nd Medizin d​ie Untersuchung einzelner Zellen a​us bzw. i​n Geweben.[1] Kennzeichnend für d​ie verwendeten Verfahren i​st eine vergleichsweise h​ohe Sensitivität (niedrige Nachweisgrenze) o​der in d​er Mikroskopie u​nd Durchflusszytometrie d​ie Betrachtung einzelner Zellen.[2][3][4]

Prinzip

In Geweben v​on Organismen befinden s​ich unterschiedliche Zelltypen, v​on denen einige n​ur in geringer Anzahl vorkommen, z. B. einige Stammzellen o​der bei Tumorerkrankungen a​uch Metastasen. Die Einzelzellanalyse w​ird in d​er Mikroskopie u​nter anderem z​ur Untersuchung d​er Apoptose,[5] Zellmigration, d​er Zellteilung u​nd der Zellproliferation i​n einem einzelnen Klon verwendet.[6] Die Patch-Clamp-Technik u​nd das Lab-on-a-Chip werden z​ur Untersuchung d​er Elektrophysiologie einzelner Zellen w​ie Neuronen eingesetzt.[7][8] Methoden m​it geringer Nachweisgrenze i​n der Analyse einzelner Zellen s​ind z. B. d​ie DNA-Sequenzierung (teilweise m​it Genomamplifikation),[9][10][11] d​ie RT-PCR,[12][13] u​nd die Massenspektrometrie.[14][15][16]

Die DNA- u​nd RNA-Sequenzierung einzelner Zellen w​urde von d​er Zeitschrift Nature Methods z​ur Methode d​es 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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