以单细胞的视角重新审视生命——Fluidigm CyTOF实验...（一）
很容易想象Sean Bendall博士被列入全美“40 Under 40“名录（每年评选40个在各领域有突出表现的的年轻人）；他曾经在斯坦福Nolan实验室任助理教授，这个实验室位于美国Palo Alto小镇，隶属于加州蛋白质组研究中心的国家心肺和血液研究所（NHLBI）。Bendall不愧是一个年轻人的杰出代表，他的工作深深影响了其所从事的研究领域。当今，一场新兴的运动正在生物学界悄然兴起，一系列单细胞生物学的技术不断涌现，它们正在促使科学家以全新的视角重新审视一些传统的研究领域。而Bendall则正走在这场运动的前沿。
Fluidigm公司的CyTOF实验系统，不但使原来复杂的工作流程得到了简化，同时也将单细胞研究提升到了一个新的水平。基于此，Bendall和他具有前瞻性思维的同事们已经获得了诸多新发现。他们的研究对象是人的免疫系统，相对于成熟的免疫系统，其发育的动态过程更加的复杂，他们正在利用CyTOF精细的揭示这一过程；这是CyTOF在新领域的应用，也为该领域提供了一个新的研究思路。
图二、质谱流式实验系统组成
在Nolan实验室中任职期间，Bendall和他的同事们将蛋白磷酸化流式技术与质谱流式技术结合起来。该实验室一直致力于流式细胞技术的改进和相关单细胞检测方法的开发，目前已经成为该领域的领导者。
通过将蛋白质组学和高级数据分析方法有机结合，这个实验室成功的对在正常和病变细胞信号通路进行了研究，这种研究方法是革命性的。Bendall从他在Nolan实验室的这段时间中获取了很多灵感，并把这些灵感用于自己的新实验室中。目前，两个实验室仍然密切合作，并共享着他们的CyTOF系统。目前，Bendall的实验室隶属于斯坦福大学病理系，位于斯坦福血液中心，在这里他重点研究人类造血和免疫系统，以及在健康或者病理（癌变，过敏和自身免疫性疾病）条件下的信号调控机制。
图三、利用CyTOF对骨髓的信号通路分析（SPADE分析）
于此同时，NHLBI和斯坦福的跨学科合作也正在进行中，他们已经在肺动脉高压（PAH）和自身免疫性疾病等领域开展了四个研究项目。他们的合作正好顺应了基因组学和蛋白质组学日益融合的大趋势。Bendall解释说，基因组数据具有很宽的覆盖面，而单细胞蛋白质组学的数据则是在单细胞水平上测量有限的参数。在Bendall本人的工作中，首先利用组学开启广阔的思路，再一步步缩小他的假设。“我不假装自己是一个单细胞分子生物学专家，”接着，他提起了一个在人过敏反应领域的合作伙伴Steve Galli，他可以算得上该领域思想领袖，现任斯坦福大学病理系主任，是研究过敏反应和过敏性免疫细胞功能方面的专家。
然而，Bendall是一个单细胞蛋白质组学和流式分析技术方面的专家。从理论上讲，他可以在他的实验室进行流式细胞分析，然后将样本带到校园另一边，将它们放到另一个实验室的检测系统中进行检测。所以，他有可能很快就可以沟通大学广场两边的世界。
看到知识共享的光明前景，同时又拥有实现它的手段，这令一直热爱技术的Bendall非常兴奋。通过多年来系统的科研训练，他已经成为了一个研究蛋白的生物化学家。他本科的学习一开始专注于生物化学和微生物学领域，随后逐渐转到蛋白质化学、蛋白质组学和质谱领域。后来，他曾在一个蛋白质组学实验室工作，与另一个实验室合作研究人类造血和胚胎干细胞。
研究中Bendall注意到，蛋白质组学可以分析上千万个细胞的总体状况；而干细胞研究则需了解单个细胞的功能；这似乎是一个悖论。
“当真正的根本问题在于单细胞的功能时，对大量细胞进行总体分析是很难奏效的。” Bendall回忆道。
这需要大量的后续工作，因为只有感兴趣的细胞正好是大多数时，对于总体的分析才是有效的。正是这种“技术上的障碍”让Bendall来到了斯坦福，他来寻找一种解决此类问题的工具——那就是基于单细胞检测的质谱流式技术。
图四、单细胞检测的必要性：总体数据会掩盖细胞多样性
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