zenCELL owl 活细胞成像系统在牛纤维细胞增殖监测中的应用

【bioRxiv】From blood to pluripotency: Fibrocytes as a reprogrammable somatic cell source for bovine iPSCs
从血液到多能性：纤维细胞可作为牛 iPSC 的可重编程体细胞来源

纤维细胞（fibrocyte）是一类源自外周血白细胞的特殊体细胞，兼具造血细胞和间充质细胞双重生物学特征。该细胞可通过外周血微创方式在畜牧现场无菌、稳定采集，是诱导多能干细胞（iPSC）重编程的理想细胞来源。目前，牛的纤维细胞相关机制尚未进行系统的鉴定和表征。

作者单位：康奈尔大学农业与生命科学学院动物科学系、普渡大学兽医学院比较病理生物学系

期刊：bioRxiv

发表年份：2025 年

样本：荷斯坦牛外周血来源纤维细胞

分析设备：德国 innoME，zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统

本研究从荷斯坦牛外周血中分离单个核细胞，优化纤维细胞培养基（FbC）配方，建立了牛纤维细胞体外分离和扩增方法。通过转录组测序评估纤维细胞的基因表达特征，结合 GEO 数据库中的牛成纤维细胞公开数据比较，评估纤维细胞向 iPSCs 的重编程能力。

转录组结果显示，纤维细胞与成纤维细胞存在显著表达差异，特征性富集免疫和炎症信号网络。优化后的 FbC 培养基可促进纤维细胞增殖，且经 OSKM 慢病毒转导后可成功重编程获得 iPSC 细胞系，稳定表达多能性标志物。

细胞增殖监测：将纤维细胞接种于 24 孔板，采用德国 innoME 公司的 zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统，每 10 分钟采集图像，自动计算细胞覆盖度百分比并绘制生长曲线，持续追踪纤维细胞在两种培养基条件下的增殖动态。结果显示（图 1），与 Fb 培养基相比，FbC 培养基显著加速纤维细胞的增殖。FbC 组细胞汇合度在培养早期即达到 100%，且其群体倍增时间更短。

图 1 Fb 与 FbC 培养基中纤维细胞增殖动力学及倍增时间比较

左侧为细胞汇合度生长曲线，蓝色为 Fb medium 组曲线，代表在 Fb 培养基中培养的纤维细胞；橙色为 FbC medium 组曲线，代表在 FbC 培养基中培养的纤维细胞。右侧为倍增时间柱状图，其中蓝色为 Fb 组、橙色为 FbC 组。

本研究首次建立了牛外周血纤维细胞的分离、扩增和重编程体系，证实纤维细胞是一种可在畜牧现场条件下稳定获取、可扩增、可重编程的体细胞类型，为牛的 iPSC 生成、遗传资源保护和生殖生物技术提供了新的细胞来源。

原文链接：https://doi.org/10.1101/2025.10.30.685680

基于现有方法的系统比较，活细胞动态成像设备如来自德国 innoME 公司的 zenCELL owl 活细胞动态成像及分析系统，可实现无标记、非侵入、培养箱内原位记录细胞实时生长状态，输出图片、视频、细胞数量，并绘制细胞的汇合度曲线、生长曲线和迁移率曲线。

核心特点：

• 24 高通量并行成像：24 组独立的光源、镜头与相机，同时监测 24 个细胞样本/视野，可实现各种自定义的多组对比实验，如 3 个重复×8 个分组；单台电脑可同时控制 6 台设备，满足高通量筛选需求；

• 培养箱内长时间运行：外形尺寸 18 cm×10.5 cm×18 cm，体型小巧，可置于培养箱的任意隔层，不影响其他细胞实验；7×24 小时不间断监测，无需人工值守；

• 性能稳定数据可靠：整机无任何机械位移，避免机械误差和抖动；无机械疲劳，避免 XY 轴的图像位移偏差和 Z 轴反复移动的脱焦问题，保证视野固定和数据连续稳定，实验结果重复性高；

• 自动输出定量数据：设备自动记录细胞图片，生成动态视频，输出细胞汇合度、细胞数量、细胞生长曲线等

• 开放兼容极简操作：兼容各品牌细胞培养板/瓶/皿，无需专用耗材，软件界面简洁，全自动运行；

• 封闭设计方便消杀：一体化构造，外表面无清洁死角，可整机酒精消毒；内部无机械移动部件，无需风扇开口散热降温，避免仪器内滋生细菌、污染培养细胞，避免水蒸气、弱酸蒸汽进入设备腐蚀内部电子器件。

  

应用方向：

• 细胞增殖/增殖抑制：药物/化合物筛选，细胞毒理研究，细胞因子、基因编辑对增殖的影响

• 细胞划痕/迁移实验：肿瘤侵袭，伤口愈合，药物对细胞迁移能力的影响研究

• 活细胞行为观测：细胞吞噬/杀伤、细胞凋亡、病毒侵染细胞、细胞形态变化、干细胞分化等过程观测

• 细胞培养质控与条件优化：接种密度、培养基、血清、培养环境的标准化与参数优化

• 3D 模型监测：肿瘤球、类器官形成、生长、药物响应的长时程动态追踪

• 其它动态监测：神经突触的形成，血管的形成，胚胎的分裂，心肌细胞的搏动等